Virtueller End of Line Test - Verwendung von Dynamikmodellen in der digitalisierten Funktionsprüfung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christian Brecher
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 528667767

Ein End of Line Test (EoLT) wird in nahezu allen Serien Getriebefertigungen zur Qualitätsüberwachung der gefertigten Produkte eingesetzt. Hier werden als Prüfkriterien unter anderem Geräuschemissionen herangezogen um den Zustand des Getriebes zu beurteilen. Werden bei der Prüfung vorher festgelegte Grenzwerte überschritten, muss die entsprechende Getriebeeinheit aussortiert und aufgearbeitet werden. Dies ist sehr zeit- und kostenintensiv. Das übergeordnete Ziel dieses Vorhabens ist es daher, eine Simulationsmethodik zu entwickeln, die es erlaubt, den Anteil der Getriebe zu reduzieren, die im EoLT aussortiert werden müssen. Bereits vor der Montage soll eine Simulation des Anregungsverhaltens mit den zu verbauenden Verzahnungen durchgeführt werden. Um die entstehenden Geräuschemissionen korrekt abzubilden zu können, muss das Gesamtsystem in der Simulation berücksichtig werden. Simulationsansätze die hierzu bisher existieren, benötigen sehr viel Berechnungszeit und erlauben somit keine Anwendung parallel zu einer Fertigungs- und Montagelinie. Diese aktuell existierenden Modelle entstammen der Auslegung von Getrieben. Sie sind daher in der Lage, Anpassungen an allen geometrischen Elementen zu berücksichtigen. Dies ist jedoch keine Anforderung, die eine Serienfertigung an ein Modell stellt. In einer Serienfertigung sind alle Geometrie-Elemente des Getriebes definiert. Hier muss ein Simulationsmodell nur noch auf geometrische Abweichungen, die aus der Toleranz der Fertigung resultieren, reagieren können. Ebenso sind hier nur Abweichungen auf Funktionsflächen relevant, was die Anzahl der Eingaben, die das Modell berücksichtigen können muss, weiter reduziert. Diese veränderten Anforderungen an die Eingaben geometrischer Veränderungen sollen genutzt werden, um in vier Schritten einen neuen Typ von Modellen zu entwickeln. Dieser soll durch eine deutlich kürzere Berechnungszeit in der Lage sein, parallel zu Fertigungs- und Montagelinien eingesetzt zu werden. Zur Beurteilung der Anregung, die zur Emission von Geräuschen führt, existiert eine Vielzahl von Größen. Im ersten Schritt wird daher die Bewertungsgröße ermittelt, die am besten für die Konzeption des Models geeignet ist. Der zweite Schritt dient dazu, die Fertigungsabweichungen zu identifizieren, die im Ausmaß ihres Auftretens einen signifikanten Einfluss auf das Anregungsverhalten des Getriebes haben. Abweichungen auf Funktionsflächen im Leistungsfluss werden Beispielsweise einen dominanten Einfluss auf das Anregungsverhalten haben. So wird festgelegt, welche Abweichungen als Eingabe für das Simulationsmodell nötig sind. Im dritten und vierten Schritt werden zuerst für die Komponenten, die keine Abweichungseingaben benötigen, Performance optimierte Modellierungsmethodiken gewählt. Im Anschluss erfolgt die Auswahl ebenso für Komponenten deren Abweichungen als Eingaben zu berücksichtigen sind. Abschließend werden die erzeugten Teilmodelle zum Gesamtmodell zusammengesetzt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen