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02.06.2016 09:08
Kategorie: Allgemeine News

Toleranzfeldbasierte Auslegung der Verzahnungen des Getriebes in der FVA-Gondel


Die Verzahnungen im Getriebe der FVA-Gondel des CWD wurden mithilfe einer am Werkzeugmaschinenlabor (WZL) entwickelten toleranzfeldbasierten Auslegungs- strategie für Zahnräder konzipiert. In einem solchen Prozess werden zunächst die Anforderungen an das Getriebe erfasst, bevor verschiedene Getriebekonzepte hinsichtlich ihrer Eignung verglichen werden. Die Auslegung der Hauptgeometrien der Verzahnung sowie des Welle-Lager-Systems erfolgen entsprechend dem ausgewählten Getriebekonzept. Eine Überbeanspruchung der Verzahnung infolge elastischer Verformungen von Getriebekomponenten wird durch Zahnflankenmodifikationen kompensiert. 

Mit der am WZL entwickelten Strategie lässt sich das Einsatzverhalten von Verzahnungen unter Berücksichtigung der realen Zahnflankentopologie vorausberechnen. Dank einer Zahnkontaktanalyse werden optimale Flankenmodifikationen unter Berücksichtigung der Toleranzen für Fertigungs- und Montageabweichungen und der Getriebeverformung schon in der Entwicklungsphase festgelegt. Mit diesem Verfahren wird eine hohe Robustheit gegenüber Abweichungen im Zahneingriff erreicht. Mithilfe automatisierter Auswertungsalgorithmen werden so gezielt Kenngrößen zur Tragfähigkeit, zum Wirkungsgrad oder zur Akustik für einzelne Lastbereiche optimiert. 

Toleranzeinflüsse werden in einer sogenannten Variantenrechnung unter Vorgabe von Zahnflankenmodifikationsparametern in festgelegten Grenzen bewertet, um die geeignetste Variante zu finden. Die automatisierte Bewertung gewichtet einzelne Kenn- größen für verschiedene Drehmomente anhand von Noten. Zusätzlich wird eine Stabilitätsbetrachtung durchgeführt. Darin werden für eine gefundene Nennauslegung die Grenzen eines im Vorfeld definierten Toleranzfeldes, z. B. nach DIN 3962, betrachtet. So kann überprüft werden, in welchem Ausmaß eine Nennauslegung auf mögliche fertigungsbedingte Abweichungen reagiert und wie sich beispielsweise die Pressungen am Rande eines Toleranzfeldes verhalten. Anhand der aus allen Einzelergebnissen ermittelten Gesamtnote für eine Nennaus-legung im definierten Toleranzfeld wird die Zahnflankenmodifikation festgelegt. 

Mit der entwickelten Methode wird eine Robustheit gegenüber Fertigungs- und Montageabweichungen sowie Verlagerungen erzielt, die in den nun anstehenden Untersuchungen am CWD analysiert und bestätigt werden soll.