| Titel | Erweiterte Untersuchung der Fresstragfähigkeit im Zwei-Scheiben-Prüfstand durch umfangsvariablen Schlupfverlauf |
| Autor | Christian Brecher, Christoph Löpenhaus, Michael Gatterdam |
| Infos zum Autor | Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Christoph Löpenhaus Michael Gatterdam M.Sc. |
| Inhalt | Die Berechnung der Zahnflankentragfähigkeit ist ein entscheidender Bestandteil des Auslegungsprozesses von Zahnrädern. Zur Berücksichtigung unterschiedlicher Werkstoffe und Schmierstoffe stehen dem Ingenieur experi-mentell ermittelte Festigkeits- und Tragfähigkeitskennwerte zur Verfügung. Eine kostengünstige und effiziente Möglichkeit zur Ermittlung des Tragfähigkeitspotentials bieten Zahnflankenanalogieprüfstände, wie z.B. der Zwei-Scheiben-Prüfstand. Der Zwei-Scheiben-Kontakt ist ein Analogieversuch und überführt den tribologischen Be-anspruchungszustand im Zahnflankenkontakt für eine Wälzstellung entlang der Eingriffsstrecke auf die Ersatzgeometrie in Form von zwei Scheiben. Derzeit wird zur Erzeugung zahnradtypischer Schlupfzustände ein Stirnradübertragungsgetriebe mit konstanter Übersetzung eingesetzt. Um die Beanspruchungszustände während eines Zahneingriffs vollständig zu untersuchen und die schadenskritische Wälzstellung zu ermitteln, müssen derzeit mehrere Versuche bei unterschiedlichem, konstanten Schlupf durchgeführt werden. Im Bericht wird ein neuartiges Prüfstandskonzept durch die Anpassung der Kinematik im Übertragungsgetriebe des Zwei-Scheiben-Analogieversuchs vorgestellt, um die Zahnradbeanspruchung entlang der Eingriffsstrecke an der Referenzverzahnung des Typs FZG-A exakter auf den Zwei-Scheiben-Kontakt abzubilden und den Prüfaufwand gegenüber dem in DIN ISO 14635 normierten Fresstest A zu reduzieren. Um die Kinematik im Übertragungsgetriebe anzupassen und einen veränderlichen Übersetzungsverlauf zwischen der Prüf- und der Gegenwelle des Zwei-Scheiben-Prüfstands zu realisieren, wurden für das Schlupfgetriebe Unrund-Zahnräder ausgelegt. Dadurch können die Gleit- und Schlupfzustände sowie die Eingriffsverhältnisse im Zahnflankenkontakt der Referenzverzahnung besser nachgebildet und möglichst genau auf den Zwei-Scheiben-Kontakt übertragen werden. Neben der Vorstellung einer Methode zur Auslegung der Unrundräder werden anhand eines Praxisbeispiels die Ergebnisse von Untersuchungen der Fresstragfähigkeit von verschiedenen PVD-beschichteten Prüfkörpern im Zwei-Scheiben-Prüfstand mit umfangsvariablen Schlupfverlauf vorgestellt. Dabei wird ein Hauptaugenmerk auf den Schadenszeitpunkt, der Schadensausprägung und den vorherrschenden tribologischen Bedingungen aufgrund des durch die ungleichmäßige Übersetzung entstehenden Schlupfverlaufs der Prüfrolle gelegt. Der Bericht richtet sich hauptsächlich an Hersteller von Getriebe-Schmierstoffen, die ihre entwickelten Schmierstoffe kostengünstig und effizient auf Fresstragfähigkeit untersuchen wollen. Das vorgestellte Prüfstandskonzept kann außerdem interessant für Entwickler von Systemen zur Oberflächenveredelung sein. Der Leser wird auf neue Untersuchungskonzepte zur Fresstragfähigkeit in Analogieversuchen aufmerksam gemacht und erfährt die Vorteile eines neuen Prüfstandskonzepts gegenüber den etablierten Untersuchungen in Zwei-Wellen-Verspannungs-prüfständen und Zwei-Scheiben-Prüfständen. Die Hersteller von Schmierstoffen und Systemen zur Oberflächenveredelung können durch Untersuchungen mit dem vorgestellten Prüfstandskonzept weitere Erkenntnisse über den Ort und Zeitpunkt des Schadensauftritts sowie die dem Schaden zugrundeliegenden tribologischen Bedingungen erlangen. |
| Datum | 2018 |
