Unter­suchun­gen am
Wind­kraft­getriebe

Prob­leme: Über­tra­gungs­fehler, Trans­mis­sion Error, Emis­sio­nen von Kör­per­schall und Geräuschen, mech­a­nis­ch­er Ver­schleiß an Bauteilen

Ziel: Opti­male Ausle­gung Wind­kraft­getriebe, Reduzierung Kör­per­schalle­mis­sio­nen

Jedes Getriebe und die darin ver­baut­en Einzel­teile unter­liegen Fer­ti­gungstol­er­anzen, die je nach Bes­tim­mung und Ein­sat­zort der gesamten Bau­gruppe unter­schiedlich eng gefasst sind. Auf­grund dieser Fer­ti­gungstol­er­anzen in Kom­bi­na­tion mit den tem­per­atur- und lastab­hängi­gen Bauteile­las­tiz­itäten sowie Mon­tagee­in­flüssen weicht die Über­tra­gungs­funk­tion der Drehbe­we­gung und des Drehmo­ments von der ide­alen Über­tra­gungs­funk­tion ab. Dieses Phänomen wird auch als Über­tra­gungs­fehler (engl. TE = Trans­mis­sion Error) beze­ich­net. Je kom­plex­er ein Getriebe aufge­baut ist, d.h. je mehr Getriebestufen inklu­sive Wellen, Räder und Lager ein Getriebe besitzt, desto größer wird die Summe der einzel­nen Über­tra­gungs­fehler. Die Fol­gen der Über­tra­gungs­fehler äußern sich durch erhöht­en makroskopis­chen und mikroskopis­chen Ver­schleiß an den Bauteilen und Bauteilober­flächen. Des Weit­eren sind sie durch Emis­sion von Kör­per­schall und Geräuschen für Men­schen akustisch wahrnehm­bar. Daher ist eine Mes­sung des Über­tra­gungs­fehlers notwendig. Diese stellt sich­er, dass jede einzelne Getriebestufe in ihrem Fehler quan­tifiziert wer­den kann.

Fol­glich lassen sich bauar­tbe­d­ingte Ein­flüsse, die sich beispiel­sweise zwis­chen Stirn- oder Pla­nen­tengetriebe stark unter­schei­den, als auch Zah­ne­in­griffs­fehler mit­tels geeigneter Messtech­nik analysieren. Durch leis­tungsstarke Soft­ware kön­nen Ord­nungs- und Fre­quen­zspek­tren in zwei- und drei­di­men­sion­aler Darstel­lung erzeugt und Kor­re­la­tio­nen zwis­chen Über­tra­gungs­fehlern und Kör­per­schalle­mis­sio­nen gefun­den wer­den. Um Mess­dat­en zu erfassen, wer­den hochau­flösende Inkre­men­talsen­soren an der Getriebeein­gangs- und Aus­gangswelle appliziert. Jedoch verur­sachen Exzen­triz­itäten oder Wellen­schläge Mess­fehler. Daher kön­nen bei großen Wellen­durchmessern auch zwei um 180° ver­set­zte Drehzahlsen­soren appliziert wer­den, um die Mess­fehler in der Soft­ware zu eli­m­inieren. Hierzu ste­hen je nach Wellen­durchmess­er unter­schiedliche Sen­sortypen zur Ver­fü­gung wie ein­teilige Hohlwellen­drehge­ber oder eine zweit­eilige Sen­sorik mit sep­a­ratem Sen­sorkopf und einem Mag­net­band, das die Welle umspan­nt. Darüber hin­aus sind im Ide­al­fall weit­ere Drehzahlsen­soren an den Zwis­chen­wellen im Getriebein­neren ver­baut. Par­al­lel zur Drehzahler­fas­sung erfol­gt eine Mes­sung des Kör­per­schalls mit­tels Beschle­u­ni­gungssen­soren an unter­schiedlichen Stellen des Getriebes.

Die erfassten Mess­werte wer­den im Zeit- sowie Spek­tral­bere­ich aus­gew­ertet.

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