Zustandsüberwachung von Getrieben durch Nutzung eines Zahnrads als Maßverkörperung

In der vorliegenden Arbeit wird mit einem für die Zustandsüberwachung neuem Sensorkonzept gearbeitet. Durch den Einsatz von MR-Drehzahl-Encodern in einem einstufigen Getriebe soll festgestellt werden, ob künstliche Zahnschäden in einem Getriebe zu detektieren sind.

An einem Getriebe-Schwingungs-Prüfstand ist ein einstufiges Getriebe mit mehreren zusätzlichen magnetoresistiven Drehzahl-Encoder ausgerüstet. Im Getriebe sind unteranderem künstlich geschädigte Ritzel im Betrieb. Ziel ist es mit den Signalen der MR-Drehzahl-Encoder die künstlichen Schäden der Ritzel zu identifizieren.

Dazu wird eine Schwingungsanalyse des Getriebes durchgeführt. Auf der Grundlage, dass der Zahneingriff als ein schwingungsfähiges System zu modellieren ist, werden Frequenzen identifiziert auf welche das Zahnradpaar des einstufigen Getriebes Einfluss hat. Ein abgeleitetes Ordnungsspektrum aus der Drehzahl der MR-Drehzahl-Encoder stellt die Grundlage der Schwingungsanalyse dar, um Ritzelschäden zu identifizieren.

Der Getriebe-Schwingungs-Prüfstand ist im Vier-Quadranten-Betrieb im Einsatz, um die nötige Datenbasis für das Vorhaben zu schaffen. Es werden vier baugleiche Ritzel vermessen. Ein Fokus der Arbeit liegt zudem auf Einflüssen der Montage des Getriebes und deren Auswirkung auf das schwingungsfähige System Zahneingriff. Durch eine statistische Auswertung wird verdeutlicht, welche Art der Montage für das Vorhaben zulässig ist.

Eine Methode zur Identifikation von Zahnschäden in Getrieben wird entwickelt. Durch die Analyse der Amplitudenmodulation an Harmonischen der Wellendrehfrequenzen, werden Zahnschäden erkannt und unterschieden. Dies wird an am Prüfstand aufgenommenen Daten demonstriert.