Forschungsbereich
Prüfstände

 

Prüfstände der Gruppe Getriebeuntersuchung

Universalgetriebeprüfstand

Getriebeprüfstände werden zur Untersuchung der Dauererprobung von Bauteilen und zur Untersuchung des Anregungs- und Geräuschverhaltens von Getrieben und Komponenten eingesetzt. Der Universal-Getriebeprüfstand am WZL besteht aus drei elektrischen Maschinen, die für einen 4-Quadrant-Betrieb ausgelegt sind. Die Belastungsmaschinen sind höhenverstellbar und können längs sowie quer auf dem Spannfeld verschoben werden. Damit ist eine Aufstellung nach Erfordernissen des vorliegenden Anwendungsfalls in unterschiedlichen Aufbauten möglich. Mit dem Prüfstand können an Getrieben und Komponenten vielseitige Messaufgaben durchgeführt werden. Neben Schalldruck und Körperschall ist die Erfassung der Kenngrößen Drehfehler und Drehbeschleunigung an beliebigen Positionen des Antriebsstrangs mit Hilfe flexibler Messeinheiten realisierbar. Für Akustikuntersuchungen steht eine zertifizierte Schallschutzkabine zur Verfügung.

Universalgetriebeprüfstand (.pdf)

Elektrischer Verspannungsprüfstand

Die Qualität eines Getriebes wird immer mehr durch seine Geräuschemission bestimmt. Untersuchungsmethoden, wie Geräuschprüfung, Einflanken-Wälzprüfung und Tragbildprüfung, kommen somit wachsender Bedeutung zu. Geräuschprüfstände ermöglichen die Untersuchung des Anregungsverhaltens von Verzahnungen bei gleichbleibenden Randbedingungen. Das Konzept der am WZL zum Einsatz kommenden Geräuschprüfstände ermöglicht die Messung von Stirn- und Kegelrädern, bei denen die vielfältigen Einflussfaktoren eines realen Getriebes (Gehäuse, Lagerungen, Toleranzen) auf das Geräuschverhalten einer Radpaarung eliminiert werden. Auf den flexiblen Prüfständen ist die Untersuchung von Verzahnungen mit unterschiedlichen Geometrien möglich. Mit Hilfe schaltbarer Zwischengetriebe können die Prüfbedingungen auf die zu untersuchende Prüfverzahnung optimal angepasst werden. Die eigentliche Prüfzelle besteht aus zwei voneinander getrennten Lagerböcken, in denen die zur Messung von Differenzbeschleunigungen und Drehwinkelabweichungen benötigten Drehgeber und Beschleunigungsaufnehmer untergebracht sind. Der Schalldruck wird im Nahfeld mit Hilfe eines Mikrofons gemessen. Zudem können zur Aufnahme des Körperschalls Beschleunigungssensoren an verschiedenen Positionen des Prüfaufbaus angebracht werden.

Elektrischer Verspannungsprüfstand (.pdf)

Kegelradtester

Dem WZL steht für die Untersuchung von Kegelradverzahnungen eine Laufprüfmaschine der Fa. Oerlikon Geartec zur Verfügung. Der Tester vom Typ Spiromatik T20 erlaubt neben der klassischen Einflankenwälzprüfung auch die Messung bei betriebsrelevanten Drehzahlen bis 3000 min-1.

Kegelradtester (.pdf)

Rollenprüfstände

Die Untersuchung des Einsatzverhaltens von Zahnrädern erfordert wegen der komplexen Geometrie der Bauteile und der daraus resultierenden kostenintensiven Herstellung der Versuchsverzahnungen oft einen preisgünstigen und schnellen Analogieversuch, mit dem die tribologischen Bedingungen im Zahnflankenkontakt vereinfacht nachgebildet werden können. Am WZL wird der Analogieversuch auf Rollenprüfständen (Zwei-Scheiben-Prüfstände) mit Hilfe von zylindrischen und balligen Rollen durchgeführt. Mittels eines hydraulisch gesteuerten Druckkolbens wird die Belastung auf die Prüfrolle aufgebracht und somit eine definierte Hertz´sche Pressung in dem Wälzkontakt realisiert. Das WZL verfügt über 6 Rollenprüfstände zur Untersuchung der Tragfähigkeit von Wälzkontakten. Weiterhin steht ein Rollenprüfstand mit erweiterter Messtechnik zur Verfügung, der beispielsweise die Erfassung der Reibwerte oder des Schmierungszustandes im Kontakt erlaubt.

Rollentest (.pdf)

Verspannungsprüfstände

Mit diesen, in einem geschlossenen Leistungskreislauf arbeitenden Prüfvorrichtungen, zu denen der wohl bekannteste Vertreter der Verspannungsprüfstand nach DIN 51354 zählt, kann beispielsweise der Einfluss eines Werkstoffes, der Verzahnungsgeometrie oder eines Getriebeschmierstoffes auf die Zahnflankentragfähigkeit bestimmt werden. Das WZL verfügt über 16 nach DIN 51354 standardisierte Prüfstände mit Achsabständen von a = 91,5 mm, a = 112,5 mm und a = 200 mm.
Neben den achsabstandsfixen 2-Wellen-Verspannungsprüfständen verfügt das WZL über drei achsvariable 3-Wellen-Prüfstände. Bei diesem Prüfprinzip kämmen zwei Räder mit einem Ritzel. Durch die Dreh- und Verspannungsrichtung ist es möglich das Ritzel treibend oder getrieben auszulegen. Der Achsabstand kann zwischen 66 mm < a < 120 mm variiert werden.
Zusätzlich zu unidirektional verspannbaren Prüfständen verfügt das WZL auch über einen 3-Wellen-Verspannungsprüfstand, der es ermöglicht das Ritzel mit einer Biegewechsellast zu beaufschlagen.

Verspannungsprüfstände (.pdf)
Wechsellastverspannungsprüfstand (.pdf)


Pulsatorprüfstände

Mit Pulsatoren wird die Zahnfußtragfähigkeit in einem Analogieversuch untersucht. Das Verfahren stellt somit eine kostengünstige Alternative der Zahnfußtragfähigkeitsuntersuchung zu den bekannten Verspannungsprüfständen dar. Das WZL verfügt über drei Pulsatoren. Ein hydraulischer Pulsator der Firma Instron arbeitet mit Kräften von bis zu F = 250 kN und Frequenzen von bis zu f = 100 Hz. Die übrigen Pulsatoren sind von der Firma Schenck und arbeiten nach dem Resonanzprinzip. Sie können Kräfte von bis zu F = 60 kN bzw. F = 200 kN aufbringen.
Pulsatorprüfstände (.pdf)

 



 

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Dieter Mevissen, M.Sc.
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Tel.: +49 241 80-27560
Fax: +49 241 80-22293
Mail: D.Mevissen@wzl.rwth-aachen.de

 

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