DE10137303A1

DE10137303A1 - Verfahren zur Prüfung eines Teiles und Vorrichtung

Info

Publication number: DE10137303A1
Application number: DE10137303A
Authority: DE
Inventors: Antonius Bader
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: DE10137303B4

Abstract

Verfahren zur Prüfung eines Teils, wie einer Kurvenscheibe eines Zykloidengetriebes oder eines Zahnrades, in einem entsprechenden Getriebe-Prüfstand, wobei ein Drehmoment auf das Teil wirkt und während des Drehens variiert wird, und wobei ein kritischer Wert für Drehmoment bestimmt wird, bei dem das Teil Verschleiß, andere Abnutzungen oder Schäden aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Prüfung eines Teiles und eine Vorrichtung.

Bekannt sind Prüfstände und Verfahren zur Prüfung eines Zahnrades, wobei das Zahnrad mehrere Tage oder Wochen mit einem konstanten Drehmoment belastet wird. Nach dieser Zeit wird das Zahnrad auf Veränderungen, wie Verschleiß, andere Abnutzungen oder Schäden, untersucht, also auch auf Grübchenbildung, Pitting, Graufleckigkeit, Mikropitting, Ausbröckelungen, Langsamlauf-Verschleiß und/oder Fressschäden. Diese Prozedur wird mit einem um jeweils einen Betrag erhöhten Drehmoment solange wiederholt, bis ein Verschleiß, andere Abnutzungen oder Schäden vom Bediener erkennbar sind. Somit wird mit einem solchen Verfahren ein kritischer Wert für Drehmoment bestimmt.

Nachteilig ist dabei, dass die gesamte Bestimmung mehrere Monate dauern kann und hohe Kosten verursacht.

Von der Seite http:/ / www.fzg.mw.tum.de der FZG (Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau, Lehrstuhl für Maschinenelemente, Fakultät für Maschinenwesen, Technische Universität München) ist ein Verspannungsprüfstand bekannt, mit dem Verschleißprüfungen an Zahnrad- oder Schnecken-Getrieben durchführbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Zeitbedarf und Kosten für das Verfahren zur Prüfung zu reduzieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren zur Prüfung eines Teiles nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und bei der Vorrichtung nach den in Anspruch 26 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren sind, dass beim Verfahren das Drehmoment während des Drehens variiert wird. Von Vorteil ist dabei, dass der kritische Wert für Drehmoment schon in einem Versuchslauf oder Prüflauf bestimmbar ist. Somit sind die vielen beim Stand der Technik üblichen Versuchs- oder Prüfläufe und somit die verbundenen Kosten einsparbar. Außerdem wird bei der Entwicklung von Getrieben auf diese Weise viel Zeit gespart und der gesamte Entwicklungsprozess beschleunigt. Insbesondere Optimierungen des Getriebes sind schneller erreichbar. Außerdem sind technische Angaben, wie Angaben zur maximalen Last bei einem Getriebe, schneller erhältlich.

Die Erfindung betrifft auch das Variieren einer anderen Größe als des Drehmoments. Dazu zählen die Größen Drehzahl, Kraft, Presskraft, Flankenpressung, Geschwindigkeit. Das Prinzip der Erfindung bleibt in diesen Fällen dasselbe. Vorteilhaft sind somit die entsprechenden kritischen Werte, beispielsweise für Drehzahl feststellbar. Diese Werte sind wichtige Kenndaten des Teils oder eines Getriebes, in welchem das Teil eingesetzt ist. Vorteilhafterweise sind diese erfindungsgemäß bestimmten Werte schnell, einfach und somit auch kostengünstig bestimmbar.

Die Erfindung betrifft auch das Variieren der Zeitdauer, wobei als Veränderung nicht Verschleiß sondern das Tragbild verwendet wird. Somit ist ein last- oder drehmomentabhängiges Tragbild in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft erzeugbar, indem das Verfahren bis zu einem kritischen Wert des Betreibens oder der Laufdauer angewandt wird. Vorteilhafterweise ist also sogar ein last- oder drehmomentabhängiges Tragbild schnell, einfach und somit auch kostengünstig bestimmbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Teil ein Zahnrad, eine Schnecke, ein Schneckenrad, ein Kegelrad, ein Ritzel, ein Planetenrad, ein Sonnenrad, ein Hohlrad, ein hohlverzahntes Rad, eine Kurvenscheibe, Zykloidenscheibe ein Hypoid-, Evolventen, Beveloid- oder spiroplanverzahntes Rad. Von Vorteil ist dabei, dass das erfindungsgemäße Verfahren bei vielen, auch verschiedenen Getriebesorten einsetzbar ist, also nicht nur Getriebe mit evolventen verzahnten Teilen sondern allgemein mit allen verzahnten Teilen, wie beispielsweise sogar bei Kurvenscheiben in Zykloidengetrieben.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Drehmoment periodisch variiert. Von Vorteil ist dabei, dass eine immer gleiche, bekannte und damit nachvollziehbare oder reproduzierbare Belastung, die in einfacher und kostengünstiger Weise erzeugbar ist, auf das Teil wirkt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Drehmoment periodisch variiert, wobei die Periodendauer der Drehmomentvariation der Periodendauer des Drehens des Zahnrades gleicht, oder wobei die Periodendauer der Drehmomentvariation ein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer des Drehens des Zahnrades ist. Von Vorteil ist dabei, dass jeder Zahn und/oder jede Zahnflanke immer derselben Belastung aussetzbar ist. Über die gesamte Laufdauer des Verfahrens erfährt somit jeder Zahn die akkumulierte Wirkung einer speziell für ihn bestimmten Belastung. Somit ist dem jeweiligen Zahn die Höhe der Belastung eindeutig zuordenbar. Wenn also ein Zahn Verschleiß, wie Pitting oder dergleichen, aufweist, ist somit eine Höhe von Belastung bekannt, die Verschleiß nach der entsprechenden Zeitdauer erzeugt. Mit solchen Werten sind also auch Angaben zur Zeitfestigkeit und/oder Dauerfestigkeit eines Getriebes erzeugbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der zeitliche Drehmomentverlauf einen minimalen Wert auf, der kleiner ist als der kritische Wert, und einen maximalen Wert auf, der größer ist als der kritische Wert. Von Vorteil ist dabei, dass nach einer gewissen Dauer der Belastung Verschleiß mit Sicherheit erkennbar ist und der kritische Wert mit einer durch Zähnezahl, minimalen, maximalen Wert und/oder Steigung des Drehmomentverlaufs bestimmten Genauigkeit festlegbar ist. In einem weiteren Versuchslauf, bei dem der minimale und maximale Wert enger an den kritischen Wert oder das Fehlerintervall desselben herangeführt werden, sind danach noch genauere kritische Werte bestimmbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der zeitliche Verlauf der Drehmomentvariation Bereiche linearen Anstiegs und/oder Abstiegs auf. Von Vorteil ist dabei, dass die Erzeugung der linearen Bereiche einfach herstellbar ist und in diesen Bereichen eine Proportionalität zwischen Winkel oder Zähnenummerierung und Belastung vorliegt. Somit wird das Auswerten und Ablesen besonders einfach.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der kritische Wert optisch bestimmt. Von Vorteil ist dabei, dass für den Bediener dies mit einem optischen Hilfsmittel, wie Lupe, Fotoapparat und/ oder Auge ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der kritische Wert unter Verwendung eines Körperschallsensors bestimmt. Von Vorteil ist dabei, dass die durch die Pittingbildung veränderte Körperschallemission zur Erkennung verwendet wird und somit eine automatische Erkennung von Verschleiß und kritischem Wert ermöglicht wird. Dies ist dann sogar mit einem geeignet programmierten Computer ausführbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind vom Körperschallsensor Frequenzen oder mindestens ein Frequenzband im Bereich von 1 kHz bis 1 MHz detektierbar. Von Vorteil ist dabei, dass hörbarer und unhörbarer Körperschall detektierbar ist. Insbesondere ist somit auch die Drehzahl somit variierbar und die so veränderte, insbesondere nicht nur in Amplituden sondern auch Frequenzen, Körperschallemission detektierbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind sogar eine Wöhlerkurve oder eine Kurve maximaler Belastung bestimmbar, also auch ein dauerfester und/oder zeitfester Bereich der Werte der Belastungen.

Wesentliche Merkmale der Erfindung bei der Vorrichtung sind, dass ein von einem Umrichter versorgter Elektromotor als Last und/oder zum Antreiben eingesetzt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Veränderung des Drehmoments elektrisch und somit in umweltschonender, einfacher und kostengünstiger Weise fein abstimmbar ist. Außerdem ist keine aufwendige Mechanik notwendig und somit die Lösung einfach und kostengünstig.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Umrichter programmierbar. Von Vorteil ist dabei, dass nicht nur einfache lineare sondern auch nichtlineare, periodische oder nichtperiodische Drehmomentverläufe ausführbar sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Drehgeber zur Bestimmung der Winkellage des Teils mit dem Umrichter elektrisch verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass der Drehmomentverlauf extrem genau und fein steuer- oder sogar regelbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Impulsgeber zur Bestimmung einer bestimmten Null- Winkellage des Teils mit dem Umrichter elektrisch verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass einfach und kostengünstig ein periodisches Signal erzeugbar ist, das beispielsweise pro Umdrehung einen Puls aufweist. Somit ist ein eine Periodendauer lang wirkender Drehmomentverlauf periodisch steuerbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der die Last darstellende oder erzeugende Elektromotor ein Synchron- oder Servomotor. Von Vorteil ist dabei, dass große Drehmomente und Drehmomentveränderungen pro Zeit ausführbar sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bezugszeichenliste

M1 minimaler Wert
M2 maximaler Wert
Mkrit, nkrit kritischer Wert
ϕ1, ϕ2, ϕ3, ϕ4 Winkel
n1, n2 Drehzahlen

1

Elektromotor

2

Schnecke

3

Rad

4

Geberfahne

5

Geber

6

Abtriebswelle

Die Erfindung wird nun anhand von einer Abbildung näher erläutert:
In der Fig. 1 ist ein winkelabhängiger erfindungsgemäßer Verlauf des Drehmoments gezeigt. Während der Drehung eines Teiles, beispielsweise eines Zahnrades oder einer Schnecke, wird das Drehmoment pro Umdrehung von einem minimalen Wert M1 auf einen maximalen Wert M2 erhöht und dann wieder erniedrigt auf M1. Das Teil wird auf diese Weise mit einem variierenden Drehmoment tagelang oder wochenlang periodisch belastet. Der Wert M1 liegt genügend weit unter einem vermuteten Wert für das kritische Drehmoment Mkrit; der Wert M2 liegt genügend weit über einem vermuteten Wert für das kritische Drehmoment Mkrit.

Danach wird das Teil untersucht auf Pitting oder andere Verschleißmerkmale. Da jeder Zahn des Teiles einer jeweiligen Last ausgesetzt war, ist nur in einem gewissen Winkelbereich ϕ1 bis ϕ2 oder Zahnbereich Verschleiß feststellbar. Somit ist ein kritischer Wert für Drehmoment Mkrit feststellbar, weil die Belastung durch Drehmoment für die Winkelbereiche bekannt ist.

Der Nullpunkt oder die Referenzlage des Teiles beim Drehen wird mittels eines Impulsgebers festgestellt, der eine Geberfahne oder eine andere hervorragende Erhebung erkennt. Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel werden die Zähne detektiert und gezählt. Auch auf diese Weise ist die Winkellage des Teiles erkennbar.

Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird ein Drehwinkelgeber, beispielsweise ein Resolver oder Inkremantalgeber, derart verwendet, dass das Drehmoment als Funktion der Winkellage steuerbar ist.

Die Funktion ist dabei bei verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen verschieden. In einem ersten Fall steigt sie linear an von der Nulllage 0° bis 180° und fällt dann linear ab bis 360° auf den vorigen Wert bei der Nulllage. Der Wert bei der Nulllage ist dabei M1 und der Spitzenwert bei 180° ist M2.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden andere Funktionen verwendet. Diese Funktionen weisen beispielsweise lineare Verläufe oder Plateaus auf. Die Plateaus erstrecken sich dabei beispielsweise über einen Winkelbereich, der zwei oder mehr Zähnen entspricht. Auf diese Weise ist die Erkennbarkeit von Verschleiß bei gleichzeitiger Verminderung statistischer Messfehler verbessert.

Bei weiteren Funktionen sind auch nichtlineare oder nur nichtlineare Verläufe vorteilhaft. Beispielsweise ist durch Rundungen der Funktion, also beispielhafte nichtlineare Bereiche, Ruck verminderbar.

Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist ein Körperschallsensor zur Detektion verwendbar. Dabei wird die beispielsweise durch Pitting erhöhte Emission von Körperschall während der Belastung detektiert. Somit entfällt das Öffnen der Prüfapparatur und es sind Kosten einsparbar. Da bei auftretendem Pitting durch die Oberflächendefekte jeweils kleine Erschütterungen erzeugt werden, wird der Körperschall insgesamt bei zunehmendem Pitting erhöht.

Bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird der Prüflauf in einem zumindest teilweise durchsichtigen Gehäuse derart ausgeführt, dass während des Prüflaufes mittels mindestens eines Fotoapparates oder mittels Beobachtung durch Augenschein Verschleiß erkannt wird.

Fig. 2 zeigt für Drehzahl als Größe das erfindungsgemäße Verfahren. Während des Drehens wird die Drehzahl winkelabhängig variiert. Der Drehzahlverlauf startet bei einem minimalen Wert n1 und weist einen Spitzenwert n2 auf. In einem Winkelbereich von 93 bis 94 ist die Drehzahl größer als ein kritischer Wert nkrit für Drehzahl, bei dessen Überschreiten der Schmierfilm abreißt, insbesondere nach einer gewissen Mindestdauer des Betreibens. Somit ist die kritische Drehzahl hierfür in einem Prüflauf feststellbar mit der Genauigkeit, die durch Zähnezahl und Drehzahlverlauf bestimmt ist.

Bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird bei Unterschreitung einer anderen kritischen Drehzahl nkrit Langsamlauf-Verschleiß festgestellt. Dabei reißt der Schmierfilm ab, wenn die Drehzahl diesen anderen kritischen Drehzahlwert unterschreitet.

Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird das hier an Drehzahl und Drehmoment vorgestellte Verfahren für andere Größen ausgeführt.

Beispielsweise ist als Größe auch die Zeitdauer verwendbar. Die entsprechende Änderung an der Oberfläche des Teils ist dann das Tragbild. Nach einer kritischen Zeitdauer ist also ein Tragbild erkennbar. Wird nun gleichzeitig als Variationsgröße das Drehmoment in der der Fig. 1 entsprechenden Weise variiert, ist somit ein last- oder drehmomentabhängiges Tragbild auf dem Teil erzeugbar.

In der Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßer Prüfstand gezeigt. Dabei treibt ein umrichtergespeister Elektromotor 1 die Schnecke 2 an, die im Eingriff ist mit dem erfindungsgemäßen Teil, also dem Rad 3. Die Abtriebswelle 6 des Rades 3 ist mit einem einen Servomotor umfassenden Getriebemotor verbunden. Dieser Servomotor ist elektrisch mit einem Umrichter verbunden, der derart programmiert ist, dass er abhängig von der Winkellage des Rades 3 eine Größe steuert, wie beispielsweise das Drehmoment. Dazu ist der Umrichter dieses Servomotors mit dem Geber 5 verbunden, der bei jeder Umdrehung des Rades 3 die Geberfahne 4 detektiert und einen Puls an den Umrichter sendet. Somit ist mit diesem Servomotor eine Last darstellbar oder erzeugbar. Der eintreibende Elektromotor ist von einem weiteren Umrichter versorgt. Somit lässt sich die eintreibende Drehzahl steuern.

Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist der eintreibende Elektromotor vom Netz versorgt.

Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird während des Drehens die Drehzahl des umrichtergespeisten Elektromotors 1 variiert. Somit ist beispielsweise die Drehzahl gemäß Fig. 2 variierbar und ein kritischer Wert für die Drehzahl bestimmbar. Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird das Drehmoment mittels des mit der Abtriebswelle 6 verbundenen, die Last darstellenden Servomotors konstant gehalten und somit die kritische Drehzahl hierfür bestimmbar. Alternativ wird bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel das Drehmoment derart in Abhängigkeit von der Drehzahl geregelt, dass die Leistung konstant ist. Somit ist sogar vorteilhafterweise die kritische Drehzahl für konstante Leistung bestimmbar. Für eine solche abhängige Regelung ist es vorteilhaft die beiden Umrichter über einen schnellen Bus, insbesondere Systembus, zu verbinden.

Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind auch Drehmomentregelungen oder Drehzahlsteuerungen ausführbar, insbesondere wenn die dementsprechenden Sensoren eingesetzt werden.

Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind andere Prüfstände einsetzbar, wie beispielsweise Verspannungsprüfstände für Getriebe, wie Zahnrad- oder Schneckengetriebe. Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird eine Kurve maximaler Belastung oder Wöhlerkurve bestimmt. Bei verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist unter dem Wort Belastung das Wort Drehmoment, Flankendruckkraft, Flankenpressung zu verstehen. Es sind aber auch andere physikalische Größen als Belastung verwendbar.

Das Bestimmen der Kurve geschieht in folgender Weise, wie auch in Fig. 4 schematisch dargestellt:

Auf dem Prüfstand wird wiederum das Zahnrad während des Drehens verschiedenartig belastet. Die Belastung L wird also beim Drehen winkelabhängig verändert. Ein beispielhafter Verlauf ist in der Mitte der Fig. 10 gezeigt. Dabei steigt die Belastung L von 0° bis 180° und fällt dann wieder zurück von 180° bis 360°. Statt dieses dreiecksförmigen Belastungsverlaufs über den Umfang des betrachteten Rades sind bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen auch andere Verläufe vorteilhaft verwendbar.

Bei dem Verfahren wird nun jeweils nach einer Anzahl von Umdrehungen, die also auch Zeitabständen oder Lastzyklen entsprechen, das zu prüfende Zahnrad gesichtet und der Pitting- Fortschritt beobachtet. Aus dem festgestellten Winkelbereich, über welchen sich das Pitting erstreckt, wird gemäß dem bekannten mittleren Diagramm der Fig. 10 die jeweilige, zu den Rändern des Pittingbereichs gehörende Belastung abgelesen.

Beispielsweise ergibt sich nach einer Anzahl n₁ von Umdrehungen eine winkelmäßige Ausdehnung des Pittingbereiches von ca. 36°, wie im unteren Diagramm der Fig. 10 dargestellt. Der schraffierte Bereich bedeutet Pitting, im nicht schraffierten Bereich gibt es keine Schäden. Die zugehörige Belastung wird aus dem mittleren Diagramm abgelesen und mit L₁ bezeichnet.

Jeweils nach den weiteren Anzahlen n₂, n₃, n₄, und n₅ werden die zu den Rändern der Pittingbereiche gehörenden Belastungen L₂, L₃, L₄, und L₅ abgelesen.

Mit diesen bestimmten Werten ist nun das Erstellen einer Wöhlerkurve ausführbar oder einer Kurve maximaler Belastung. Dabei ist der Bereich der Dauerfestigkeit feststellbar. Dies ist nämlich der Bereich, bei welchem trotz Erhöhung der Anzahlen der Pittingbereich sich nicht mehr ausdehnt, also die zugehörigen L unveränderlich sind.

Insbesondere ist aber auch der zeitfeste Bereich bestimmbar. Nach n₁ Lastwechseln wurde nämlich ein Pittingbereich bis zur Belastung L₁ gefunden. Nach n₂ Lastwechseln wurde eine Pittingbereich bis zur Belastung L₂ gefunden. Daher ist bestimmt, dass das Rad bei der Belastung L₁ die Anzahl n₁ Lastwechsel ohne Pitting erträgt, bei der Belastung L₂ die Anzahl n2 Lastwechsel ohne Pitting erträgt und so weiter.

Von n₄ zu n₅ Lastwechseln dehnt sich der Pittingbereich nicht mehr aus. D. h. bei der Belastung L₄ = L₅ und kleineren Belastungen ist das Zahnrad dauerfest.

Der Verlauf der Kurve Belastung - Lastwechselanzahl im oberen Diagramm der Fig. 4 zwischen den Sichtungen (bei n₁, n₂, n₃, n₄, n₅ Lastwechseln) ist streng genommen unbekannt. Mit Sicherheit kann jeweils nur ausgesagt werden, dass die Belastung L_i nach n_i Lastwechsel gerade noch nicht zum Schaden (Pitting) führt. Als Kurve sind daher waagrechte Striche in Höhe L₁. . .L₅, jeweils bis n₁. . .n₅ reichend, eingetragen.

Die Verbindung der Punkte (L, n) ergibt eine Wöhlerkurve oder Kurve maximaler Belastung.

Die Werte der jeweiligen Anzahlen n werden jeweils derart abhängig vom Ergebnis des Ablesens festgelegt, dass möglichst schnell und hinreichend genau der Bereich der Dauerfestigkeit feststellbar ist.

Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist das Verfahren auch ausführbar, wenn statt eines weichen Zahnrades als Prüfling, das auf dem Prüfstand im Eingriff ist mit einem härteren Zahnrad oder verzahnten Teil, ein hartes Zahnrad vorgesehen wird, das im Eingriff steht mit einem ebenfalls harten, die gleiche Zähnezahl aufweisenden Zahnrad. Somit bleiben nämlich die Zähne der im Eingriff stehenden Zahnräder jeweils einander zugeordnet und auftretendes Pitting kann nicht an anderer Stelle beim Gegenrad als Auslöser für weiteres Pitting dienen.

Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist das Verfahren auch ausführbar, wenn das als Prüfling dienende, harte Zahnflanken aufweisende Zahnrad im Eingriff ist und läuft mit einem unendlich großen und dadurch verschleißfreien anderen Rad.

Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird das betrachtete Rad beim Sichten statt auf Pitting auf andere Schadensformen untersucht, insbesondere nur auf diese anderen Schadensformen oder zusätzlich zum Pitting auf diese Schadensformen.

Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt des Zahnrades ein anderer Verzahnkörper verwendet.

Claims

1. Verfahren zur Prüfung eines Teiles,
wobei das Teil eine Verzahnung aufweist und im Eingriff mit einer anderen Komponente betrieben wird und/oder gedreht wird,
und wobei mindestens eine Größe auf das Teil wirkt,
und wobei zumindest ein kritischer Wert für die Größe bestimmt wird, bei dem oder nach dessen Unter- oder Überschreitung das Teil Veränderungen zumindest an seiner Oberfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Variationsgröße während des Drehens variiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderungen ein Tragbild darstellen und die Größe eine Zeitdauer, insbesondere des Betreibens, und die Variationsgröße ein Drehmoment ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderungen durch Verschleiß, andere Abnutzungen oder Schäden bewirkt sind.

4. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Variationsgröße gleich der Größe ist.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe ein Drehmoment, eine Drehzahl eine Kraft, eine Presskraft, eine Flankenpressung, eine Geschwindigkeit und/oder eine Gleitgeschwindigkeit ist.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil ein Zahnrad, eine Schnecke, ein Schneckenrad, ein Kegelrad, ein Ritzel, ein Planetenrad, ein Sonnenrad, ein Hohlrad, eine Kurvenscheibe, Zykloidenscheibe ein Hypoid-, Evolventen-, Beveloid- oder Spiroplan-verzahntes Rad ist.

7. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe periodisch variiert wird.

8. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe periodisch variiert wird, wobei die Periodendauer der Drehmomentvariation ein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer des Drehens des Zahnrades ist.

9. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe periodisch variiert wird, wobei die Periodendauer der Variation der Größe der Periodendauer des Drehens des Zahnrades gleicht.

10. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf der Variation der Größe einen minimalen Wert aufweist, der kleiner ist als der kritische Wert, und einen maximalen Wert aufweist, der größer ist als der kritische Wert.

11. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf der Variation der Größe Bereiche linearen Anstiegs und/oder Abstiegs aufweist.

12. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf der Variation der Größe einen sägezahnförmigen oder dreieckförmigen Verlauf aufweist.

13. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kritische Wert optisch bestimmt wird.

14. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kritische Wert vom Bediener bestimmt wird.

15. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des kritischen Wertes ein Fotoapparat, eine Videokamera oder ein anderes fotografisches Gerät verwendet wird.

16. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kritische Wert automatisch bestimmt wird.

17. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kritische Wert unter Verwendung eines Körperschallsensors bestimmt wird.

18. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vom Körperschallsensor Frequenzen oder mindestens ein Frequenzband im Bereich von 1 kHz bis 1 MHz detektierbar sind.

19. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kritische Wert bestimmt wird durch das Detektieren der Erhöhung von Körperschall während des Drehens.

20. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Impulsgeber eine Erhöhung oder eine Geberfahne am Teil detektiert wird.

21. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Signale des Impulsgebers einem Umrichter, der einen die Last oder Belastung darstellenden und/oder erzeugenden Elektromotor oder Getriebemotor versorgt, zugeführt werden.

22. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Komponente verschleißfest ausgeführt wird.

23. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einem Verspannungsprüfstand verwendet wird.

24. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den bestimmten kritischen Werten für die Größe eine Wöhlerkurve oder eine Kurve maximaler Belastung bestimmt wird.

25. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
nach mehreren Anzahlen von Lastwechseln n jeweils zugehörige winkelmäßige Ausdehnungen des Schadens- und/oder Pittingbereiches festgestellt werden,
daraus die zu den Lastwechseln n gehörenden Belastungen L bestimmt werden,
daraus ein Belastungswerte-Bereich für Dauerfestigkeit und/oder für Zeitfestigkeit bestimmt wird.

26. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein von einem Umrichter versorgter Elektromotor als Last, Belastung und/oder zum Antreiben eingesetzt ist.

27. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umrichter programmierbar ist und/oder dass der Umrichter eine integrierte Positioniersteuerung aufweist.

28. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehgeber zur Bestimmung der Winkellage des Teils mit dem Umrichter elektrisch verbunden ist.

29. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Impulsgeber zur Bestimmung einer bestimmten Null-Winkellage des Teils mit dem Umrichter elektrisch verbunden ist.

30. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor ein Synchron- oder Servomotor ist, insbesondere der die Belastung erzeugende Elektromotor.

31. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil in einem Verspannungsprüfstand geprüft wird und/oder dass das Teil von einem Verspannungsprüfstand umfasst wird.