Einsatz von Druckkämmen zur Effizienzsteigerung von schrägverzahnten Getrieben

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Armin Lohrengel
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 200476772

Druckkämme stellen eine ausgezeichnete Möglichkeit dar, schrägverzahnte Getriebe effizienter zu gestalten. Als verzahnungsnahes hydrodynamisches Axialgleitlager gleichen sie in Schrägverzahnungen auftretende Axialkräfte am Entstehungsort aus. Wegen ihrer wälzkreisnahen Anordnung im Getriebe treten im Betrieb des Lagers deutlich geringere Differenzgeschwindigkeiten als in konventionellen Axiallagern auf, was zu einer erheblichen Verringerung der Reibungsverluste führt. Im beantragten Vorhaben soll mehr Verständnis über das Gesamtsystem Druckkammgetriebe gewonnen werden um eine anwendungsgerechte Auslegung zu ermöglichen und die Einsatzgrenzen dieser ressourceneffizienten Technologie zu erweitern. Ergänzend zu den Arbeiten des ersten Projektzeitraumes, in dem vor allem das Übergangsverhalten aus dem Mischreibungsgebiet in den Vollschmierungsbereich untersucht wurde, sollen im zweiten Zeitraum Grenzen für den Betrieb von Druckkammlagerungen im Mischreibungsregime bestimmt werden. Zwar liegt der übliche Einsatzbereich für Druckkammlagerungen deutlich im Bereich der Vollschmierung, doch treten Schädigungen in der Praxis meist während der bei Anfahr- und Bremsvorgängen zu durchquerenden Mischreibung auf. Die Ermittlung von Auslegungskennwerten durch umfangreiche experimentelle Untersuchungen auf dem Zweischeibenprüfstand des IMW sollen die ressourceneffiziente Auslegung von Druckkammlagerungen mit einer zuverlässigen Lebensdauerabschätzung ermöglichen. Ein weiterer Aspekt des zweiten Zeitraumes ist die maschinendynamische Betrachtung des Systemverhaltens eines Druckkammgetriebes im Vergleich zu einem konventionell gelagerten Getriebe. Hierzu werden einerseits simulativ, mit Hilfe eines Mehrkörpermodells und andererseits experimentell, durch den Aufbau eines kompletten Vergleichsgetriebes Auswirkungen der Druckkammlagerung auf das Schwingungs- und Dämpfungsverhalten und den Wirkungsgrad des Gesamtsystems erfasst. Durch das Vorhaben wird die Leistungsfähigkeit der Druckkammtechnik weiter gesteigert, und damit ein entscheidender Beitrag zu energieeffizienteren Getrieben geleistet.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1551: Ressourceneffiziente Konstruktionselemente