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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Schmieröls für ein Getriebe.
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Aus der
WO 2006/066571 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Viskosität eines Schmieröls im Betrieb modifiziert wird durch Erhöhung der Schmieröl-Temperatur durch eine zusätzliche Heizung. Hierdurch wird die Viskosität des Schmieröls in dem jeweiligen Betriebszustand verringert und der Wirkungsgrad des Getriebes erhöht.
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Aus Niemann, G.; Winter, H.: Maschinenelemente, Band II. Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2. Auflage, 1989 ist bekannt, dass bei einem schnell laufenden Zahnradgetriebe sowohl bei Tauchschmierung, als auch bei Einspritzschmierung die Leerlaufverluste deutlich höher sind als die Zahnreibungsverluste.
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Aus der Firmenschrift Lubrication of Gear Systems - From large to small stationary gear sets, Klüber Lubrication München KG, Ausgabe 1996, sind Listen mit Viskositäten bei 20, 40 und 100°C für verschiedene Schmierstoffe bekannt.
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Aus A. Doleschel: Wirkungsgradberechnung von Zahnradgetrieben in Abhängigkeit vom Schmierstoff, Dissertation TU München, Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG), 2003, FZG-Nr. 135/2003, ist bekannt, dass der Wirkungsgrad eines Zahnradgetriebes durch die Verlustleistung der Dichtungen, der Lager und der Verzahnungen des Getriebes bestimmt ist, wobei die Leerlaufverlustleistung im Wesentlichen durch die Betriebsölviskosität bestimmt ist, während ein Einfluss der chemischen Zusammensetzung der Schmierstoffe nicht nachweisbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe und ein Verfahren zur Konfiguration und/oder Fertigung eines Getriebes derart weiterzubilden, dass die Verlustleistung im Getriebe vermindert ist und der Wirkungsgrad erhöht ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale der Erfindung eines Verfahrens zur Bestimmung eines Schmieröls für ein Getriebe aus einer Menge von Schmierölen sind in Anspruch 1 angegeben. Insbesondere wird somit vorgeschlagen, dass für vorgesehene Betriebsdaten und/oder -parameter für jedes Schmieröl ein Wert für Planschverluste bestimmt wird
und das Schmieröl mit dem geringsten Wert bestimmt wird, wobei in einer ersten Datenbank für eine Liste von Schmierölen die Abhängigkeit der Viskosität der Schmieröle von der Temperatur hinterlegt ist,
wobei sich Viskositätskurven zu verschiedenen Schmierölen kreuzend schneiden,
und in einer zweiten Datenbank die Abhängigkeit der Leistungsverluste in einem Getriebe in Abhängigkeit von der Viskosität hinterlegt ist, und wobei
- i) in einem ersten Schritt ein Fahrdiagramm in ein Rechnersystem eingegeben wird, für das ein Antrieb mit einem Getriebe vorgesehen ist,
- ii) in einem zweiten Schritt das Rechnersystem aus dem Fahrdiagramm und weiteren Daten den zeitlichen Verlauf einer Betriebstemperatur des Getriebes ermittelt,
- iii) in einem nächsten Schritt das Rechnersystem anhand der ersten Datenbank für jedes hinterlegte Schmieröl eine dem zeitlichen Verlauf der Betriebstemperatur entsprechende Viskosität und, anhand eines in der zweiten Datenbank hinterlegten Leistungsverlustes bei der ermittelten Viskosität, eine zugehörige Verlustleistung für Planschverluste ermittelt,
- iv) in einem nächsten Schritt das Rechnersystem dasjenige Schmieröl auswählt, für das die Planschverluste im Getriebe bei Abfahren des Fahrdiagramms minimal sind,
wobei in Schritt iii) das Rechnersystem zur Ermittelung der Planschverluste für jedes Schmieröl aus der Liste auf die erste Datenbank und die zweite Datenbank zugreift
und wobei in den Viskositätskurven zusätzliche Bedingungen vorgegeben sind, die nach außen hin unzulässige Bereiche abtrennen,
wobei die zusätzlichen Bedingungen wenigstens umfassen: - - eine Viskositätrsgrenzlinie für eine minimal zulässige Viskosität für Getriebe vom Typ Schneckengetriebe oder Winkelgetriebe und/oder vom Typ Stirnradgetriebe, unterhalb derer nicht mehr sichergestellt ist, dass zwischen zwei Zähnen am Zahneingriff einer Stufe des Getriebes ein Schmierölfilm ausgebildet ist,
- - eine Temperaturgrenzliniefür eine maximal zulässige Temperatur für den Einsatz von Standard-Dichtungsringen in geschmierten Lagern, oberhalb derer Stahlkäfige zu verwenden sind,
- - wenigstens zwei Temperaturgrenzlinien für eine minimal zulässige Temperatur für eine jeweilige Kautschuksorte für Dichtungen des Getriebes, unterhalb derer ein anderes Dichtungsmaterial verwendet werden muss, und
- - eine Viskositätsgrenzlinie für eine kritische Grenzviskosität für die Schmierung, oberhalb derer keine zuverlässige Schmierung mehr garantiert werden kann,
wobei das Rechnersystem bei Ermittlung einer Betriebstemperatur außerhalb der Temperaturgrenzlinien einen Warnungshinweis ausgibt und das Rechnersystem bei Ermittlung einer Viskosität, die außerhalb der Viskositätsgrenzlinien liegt, für eine Betriebstemperatur und ein Schmieröl dieses Schmieröl verwirft und für eine weitere Berechnung nicht mehr berücksichtigt, wobei eine Warnmeldung ausgegeben wird, wenn auf diese Weise kein Schmieröl übrig bleibt.
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Von Vorteil ist dabei, dass nicht nur funktionelle Parameter, wie beispielsweise Art des Getriebes, maximale Drehzahl, maximales Drehmoment, Umgebungstemperatur, Umgebungstemperaturbereich und dergleichen, bei der Auswahl des Schmierstoffes berücksichtigt werden sondern ganz besonders die Betriebsweise des Getriebes, wobei die bei der jeweiligen Betriebsweise entstehenden Verluste berücksichtigt werden. Somit wird also eine Vorausbestimmung der Verluste bei der jeweiligen geplanten Betriebsweise des Getriebes ausgeführt und die entsprechenden Werte als Parameter bei der Auswahl des zum Getriebes verwendet. Die Betriebsweise des Getriebes ist mittels des Fahrdiagramms für die Anlage, die durch das Getriebe angetrieben werden soll, eindeutig charakterisiert. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass nach der Eingabe eines Fahrdiagramms sämtliche Schritte nacheinander in einem Rechnersystem automatisiert ausführbar sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind die Verluste die Planschverluste des Getriebes. Vorteiligerweise sind von den bei verschiedenen Betriebsweisen von den dann jeweils verschieden stark ausgeprägten Verlusten die Planschverluste berücksichtigt. Somit ist die Berücksichtigung der Verluste einfach und schnell ausführbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Verluste anhand des Temperaturverlaufs der Viskosität für jedes Schmieröl aus der Menge von Schmierölen bestimmt. Vorteiligerweise sind einfach zu erfassende Kennlinien verwendbar und die Erfindung ist somit in einfacher Weise ausführbar.
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Wichtige Merkmale der Erfindung eines Verfahrens zur Fertigung eines Getriebes sind, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Auswahl eines Schmieröls ausgeführt wird und anschließend das Getriebe mit dem ausgewählten Schmieröl ausgerüstet wird, für welches die Planschverluste im Getriebe beim Abfahren des Fahrdiagramms minimal sind. Von Vorteil ist dabei, dass ein Schmieröl für den Einsatz des Getriebes durch ein rechnerimplementiertes Verfahren ausgewählt wird, für das bei dem Einsatz des Getriebes der Wirkungsgrad des Getriebes optimiert ist. Es muss also kein Schmieröl verwendet werden, das zwar einen guten Kompromiss für alle Anwendungen darstellt, für die konkret beabsichtigte Verwendung des Getriebes jedoch nicht optimal ist. Von Vorteil ist insbesondere, dass für das Verfahren von einem Benutzer nur die Verwendung des Getriebes, also die Angabe des Fahrdiagramms einer durch das Getriebe angetriebenen Maschine, angegeben werden muss. Es wird anschließend automatisiert dasjenige Schmieröl ausgewählt beziehungsweise im Getriebe vorgesehen, das für das Fahrdiagramm den größtmöglichen Wirkungsgrad garantiert. Beispielsweise ist eine anderes Schmieröl für einen Dauereinsatz vorteilhaft, bei dem eine hohe Gleichgewichtstemperatur im Schmieröl erreicht wird, als bei einem periodischen, jeweils über eine kurze Zeitdauer erfolgenden Einsatz in kalter Umgebung, bei dem eine niedrige Betriebstemperatur vorherrscht.
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Erfindungsgemäß ist in einer ersten Datenbank für eine Liste von Schmierölen die Abhängigkeit der Viskosität der Schmieröle von der Temperatur hinterlegt und in einer zweiten Datenbank die Abhängigkeit der Leistungsverluste in einem Getriebe in Abhängigkeit von der Viskosität, wobei in einem ersten Teilschritt des dritten Schritts das Rechnersystem zur Ermittelung der Planschverluste für jedes Schmieröl aus der Liste auf die erste Datenbank und die zweite Datenbank zugreift. Von Vorteil ist dabei, dass ein Computerprogramm das Verfahren mit geringem Rechenaufwand und somit kostengünstig in kurzer Zeit ausführen kann. Von Vorteil ist weiterhin, dass mehrere Computer auf dieselben Datenbanken, beispielsweise über das Internet, zugreifen können, so dass zum einen nur ein kleiner Programmcode zur Realisierung des computerimplementierten Verfahrens an jeden Computer übergeben werden muss und zum anderen die Datenbanken einfach gewartet oder gepflegt oder erweitert werden können.
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Erfindungsgemäß wird im ersten Schritt mit dem Fahrdiagramm der zeitliche Verlauf der Umgebungstemperatur am Einsatzort des Getriebes eingegeben und die Bestimmung des zeitlichen Verlaufs der Betriebstemperatur berücksichtigt diesen zeitlichen Verlauf der Umgebungstemperatur. Von Vorteil ist dabei, dass somit eine weiter verbesserte Anpassung der Schmierölauswahl an den Einsatz des Getriebes durchführbar ist. Insbesondere ist bei kurz dauernden Arbeitsperioden der Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Betriebstemperatur berücksichtigbar. Dies erhöht die Genauigkeit des Verfahrens, mit der die wirkungsgradoptimierte Schmierölbefüllung veranlasst wird.
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Erfindungsgemäß ist die Abhängigkeit der Leistungsverluste in einem Getriebe von der Viskosität in der zweiten Datenbank für verschiedene Getriebebelastungen hinterlegt, wobei das Rechnersystem zur Ermittlung der Planschverluste anhand des Fahrdiagramms die jeweils zutreffende Abhängigkeitskurve berücksichtigt. Von Vorteil ist dabei, dass die Betriebstemperatur, die sich nach dem Fahrdiagramm im Schmieröl einstellen wird, noch genauer berechnet werden kann. Somit ist der Wirkungsgrad für die vorgesehene Anwendung weiter steigerbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Fahrdiagramm für den Getriebemotor festgelegt und der Getriebemotor aus einer Getriebeeinheit und einer Antriebseinheit zusammengesetzt, wobei die Getriebeeinheit mit einem Schmieröl ausgerüstet wird, für das die Planschverluste in der Getriebeeinheit beim Abfahren des Fahrdiagramms minimal sind, und wobei die maximale Leistungsaufnahme der Antriebseinheit durch das Fahrdiagramm begrenzt ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Wirkungsgrad der Antriebseinheit durch das erfindungsgemäße Verfahren für die geplante Anwendung gegenüber einer StandardAusrüstung mit einem Allzweck-Schmiermittel gesteigert ist und dass ein Motor für die Antriebseinheit auswählbar ist, der an das Fahrdiagramm angepasst ist und beispielsweise Anfahrmomente durch im kalten Zustand zähflüssiges Schmieröl aufbringen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
- Viskositätskurve
- 30
- Planschverluste bei Leerlauf
- 31
- Planschverluste bei Volllast
- 40, 41
- Viskositätsgrenzlinie
- 42, 43, 44, 45
- Temperaturgrenzlinie
- 46
- Viskositätsgrenzlinie
- 60
- Temperaturkurve
- 61
- Belastungskurve
- 62
- Zeitpunkt der Erreichung eines Gleichgewichts
- 63
- Gleichgewichtstemperatur
- 64
- Umgebungstemperatur
- 65
- Belastungsintervall
- 70
- Temperaturkurve
- 71
- Belastungskurve
- 72
- Umgebungstemperatur
- 73
- Losbrechmoment
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Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
- Die 1 zeigt die Abhängigkeit der Viskosität von der Temperatur für neun verschiedene Schmierstoffe.
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Die Viskositätskurven der einzelnen Schmierstoffe sind in verschiedenen Temperaturbereichen gegeben und überstreichen verschiedene Wertebereiche. Weiterhin schneiden sich Viskositätskurven zu verschiedenen Schmierstoffen.
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Zu jeder Temperatur weist immer ein Schmieröl die jeweils kleinste Viskosität auf, jedoch ist dies bei verschiedenen Temperaturen ein unterschiedliches Schmieröl, da zum einen nicht alle Schmierstoffe im gesamten dargestellten Temperaturbereich einsetzbar sind und zum anderen sich die Viskositätskurven kreuzend schneiden. Letzteres ist darauf zurückzuführen, dass unterschiedliche Schmieröle unterschiedliche Viskositätsindizes aufweisen. In 1 sind mineralische sowie synthetische Schmieröle dargestellt.
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Beispielsweise weisen Schmieröl 5 und Schmieröl 7 bei 40°C die gleiche Viskosität auf, während im Bereich unterhalb 40°C für das Schmieröl 7, im Bereich oberhalb 40°C für das Schmieröl 5 eine geringere Viskosität gilt.
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Die dargestellten Schmierstoffe unterscheiden sich zudem hinsichtlich des Preises und der physikalisch-chemischen Eigenschaften, beispielsweise in der Lebensdauer oder in der Einsetzbarkeit in der Lebensmittelindustrie.
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2a zeigt die Planschverluste für ein Schneckengetriebe im Leerlauf. Dargestellt ist ein Parameter, der den zusätzlichen Mehrbedarf an Leistung für eine durch das Getriebe zu leitende Leistung bestimmt, in Abhängigkeit von der Viskosität des Schmieröls.
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2b zeigt die Planschverluste für ein Stirnradgetriebe im Leerlauf in der Darstellungsart nach 2a. Oberhalb einer Viskosität von 2000 mm2/s ist der Parameter deutlich größer als in 2a, was auf die unterschiedlichen Strömungsverhältnisse in den jeweiligen Getriebetypen zurückzuführen ist.
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3 zeigt die Planschverluste für ein Schneckengetriebe im Leerlauf 30 und beim Anlauf, also unter Volllast 31.
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Im folgenden wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Konfiguration und/oder zur Fertigung eines Getriebes oder eines Getriebemotors beschrieben.
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5 zeigt beispielhaft ein Fahrdiagramm einer Vorrichtung, die durch ein Getriebe angetrieben werden soll. Das Getriebe kann auch als eine Getriebeeinheit eines Getriebemotors vorgesehen sein.
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Auf der Abszisse ist die Zeit abgetragen, auf der Ordinate ein Weg, der eine durch das Getriebe bewirkte Bewegung charakterisiert. Die eingetragene Kurve gibt somit an, welchen Wert die Weggröße zu jedem Zeitpunkt im dargestellten Zeitintervall annimmt. Die Kurve stellt insofern eine Idealisierung dar, als Knicke und Sprünge, insbesondere der Ableitungen der Kurve, in der Natur nicht auftreten und unphysikalisch sind.
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Aus diesem Fahrdiagramm und Daten der Vorrichtung, beispielsweise die bewegte Masse und/oder das bewegte Trägheitsmoment und/oder Reibungsverluste, wird ein Leistungsdiagramm abgeleitet, das angibt, welche mechanische Leistung zu jedem Zeitpunkt durch das Getriebe geleitet werden muss, um im Rahmen des physikalisch beziehungsweise wirtschaftlich sinnvollen, insbesondere mit Hinblick auf die mechanische Belastbarkeit der Anlage, in die das Getriebe eingebunden wird, beziehungsweise mit Hinblick auf eine vertretbare Energieaufnahme durch die Anlage, dem dargestellten Fahrdiagramm zu folgen. Die Ableitung des Leistungsdiagramms erfolgt mit einer Berechnungsvorschrift, die auf einem Rechnersystem implementiert ist. Vorzugsweise wird das Fahrdiagramm mit einer graphischen Benutzeroberfläche eingegeben, und die Ausgabe des Leistungsdiagramms erfolgt ebenfalls graphisch und/oder in Form einer Liste von Datenpunkten.
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Aus dem Leistungsdiagramm wird mit einem nächsten Algorithmus, der ebenfalls auf dem Rechnersystem implementiert ist, der zeitliche Verlauf der Betriebstemperatur des Schmieröls berechnet. In einer Weiterbildung wird diese Berechnung für jedes der Schmieröle aus einer Liste, vorzugsweise für jedes der Schmieröle aus 1, durchgeführt. Vorzugsweise berücksichtigt das Rechnersystem hierbei zusätzlich die Umgebungstemperatur am Einsatzort des Getriebes, die in einer Weiterbildung der Berechnungsroutine auch zeitlich variabel ist, insbesondere jahreszeitlich und/oder tageszeitlich.
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Zur Berechnung wird auch die Schmierölmenge berücksichtigt, die sich aus dem vorgesehenen Getriebetyp, insbesondere dem Füllvolumen des betreffenden Getriebegehäuses und/oder der Bauform des Getriebes, insbesondere dem in der Bauform nutzbaren Füllvolumen, ergibt.
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Beispielsweise greift das Rechnersystem zur Ermittelung der Betriebstemperatur auf eine Datenbank zu, in der Daten nach Art von 6 und/oder 7 hinterlegt sind.
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Dabei zeigt 6 den zeitlichen Verlauf 60 der Betriebstemperatur des Schmieröls, wie er sich bei einer periodischen Belastung 61, also sich regelmäßig über ein Belastungsintervall 65 erstreckende eintreibende Momente, ergibt. Für die Temperaturkurve 60 gilt somit die linke Skala, während für die Belastungskurve 61 die rechte Skala gültig ist. Startwert ist eine Temperatur des Schmieröls von -40°C. Bei der Ermittelung des Temperaturverlaufs ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Umgebungstemperatur 64 zeitlich in etwa konstant. Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen muss die Umgebungstemperatur 64 nicht konstant sein. Je nach Ausführungsbeispiel ist sie ebenfalls erfasst und ihr Verlauf wird abgespeichert und berücksichtigt. In 6 ist an der mit 62 bezeichneten Stelle eine Unterbrechung der Aufzeichnung des Temperaturverlaufs für eine Zeitdauer ausgeführt, um nach Wiederaufnahme der Aufzeichnung schließlich den Gleichgewichtszustand zu ermitteln. Die für die Unterbrechung typische Zeitdauer beträgt abhängig von der Größe und dem Typ des Getriebes einige Stunden. Bei industriell eingesetzten Getrieben mit Leistungen von über 1 kW treten Werte von mehr als vier Stunden oder sogar mehr als acht oder zwölf Stunden auf. Die ermittelte Temperaturkurve wird als Datentabelle in einer Datenbank hinterlegt, oder es werden näherungsweise gültige Modellierungen durch Anpassen von polynomialen oder exponentiellen Kurven an die Messergebnisse bestimmt und zum Gebrauch hinterlegt. Mit den bekannten Gleichungen für die Wärmeleitung wird hieraus ein Temperaturverhalten für andere Umgebungstemperaturverläufe und/oder Starttemperaturen berechnet und/oder ein solches Temperaturverhalten wird durch Interpolation gewonnen.
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7 zeigt einen Temperaturverlauf 70, wie er sich aus einer konstanten Belastung 71, also konstantem eintreibenden Moment, ergibt. Der Verlauf ist hierbei wiederum einer konstanten Umgebungstemperatur 72 und einem Losbrechmoment 73 zugeordnet. Aus dem Verlauf der Kurve und aus bekannten Eigenschaften der Wärmeleitung werden Modelle ermittelt, die bei einer bestimmten Umgebungstemperatur und einer bestimmten Belastungsdauer die resultierende Erwärmung des Schmieröls beschreiben.
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Diese Modelle und/oder Daten-Tabellen sind in einer Datenbank abgelegt, auf welche das Rechnersystem im Laufe der Berechnung zugreift.
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Im Ergebnis liegt somit eine Kurve über den zeitlichen Verlauf der durch das Getriebe übertragenen Leistung und über die Betriebstemperatur des Schmieröls vor.
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In einem nächsten Schritt ermittelt das Rechnersystem anhand der 1 für jeden Öltyp die dem Verlauf der Betriebstemperatur entsprechende Viskosität und, anhand der für den vorgesehenen Getriebetyp hinterlegten Tabelle des Verlustleistungsparameters für verschiedene Viskositäten, die zugehörige Verlustleistung. Eine graphische Darstellung solcher Tabellen ist in den 2a und 2b wiedergegeben.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung sind für die Getriebetypen Darstellungen und/oder Datenlisten für unterschiedliche Getriebebelastungen nach Art der 3 hinterlegt, und die Ermittlung der momentanen Verlustleistung berücksichtigt sowohl die momentane Betriebstemperatur als auch die momentan durch das Getriebe geleitete Nutzleistung.
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Bei der Ermittelung der Viskositäten für die Schmieröle sind vorzugsweise Rahmenbedingungen zu berücksichtigen, wie sie beispielhaft in 4 dargestellt sind. 4 zeigt die Viskositätskurven aus 1 mit zusätzlichen Bedingungen, die nach außen hin unzulässige Bereiche abtrennen.
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So beschreibt die Grenzlinie 40 die minimal zulässige Viskosität für Getriebe vom Typ Schneckengetriebe oder Winkelgetriebe, während die Grenzlinie 41 für Stirnradgetriebe gültig ist. Unterhalb dieser minimal zulässigen Viskosität ist nicht mehr sichergestellt, dass zwischen jeweils zwei Zähnen am Zahneingriff einer Stufe des Getriebes ein Schmierölfilm ausgebildet ist. Es kommt somit unterhalb dieser minimal zulässigen Viskosität zu Materialabrieb und/oder Zahnfraß.
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Weiter stellt die Grenzlinie 42 eine maximal zulässige Temperatur für den Einsatz von Standard-Dichtungsringen in den geschmierten Lagern dar. Oberhalb dieser Temperatur sind Stahlkäfige zu verwenden. Das Rechnersystem berücksichtigt in einer Variante diese Grenzlinie 42 als absolut ausschließende Grenzlinie, in einer anderen Variante werden höhere Temperaturbereiche zugelassen und es wird eine Warnung oder ein Hinweis ausgegeben, Stahlkäfige bei den Lagern vorzusehen.
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Die Grenzlinie 43 beschreibt die Grenztemperatur, oberhalb derer der Lack des Getriebegehäuses Schaden nimmt. Auch hier berücksichtigt eine Variante der Berechnungsroutine im Rechnersystem die Grenztemperatur als ausschließende Grenze, während eine weitere Variante einen entsprechenden Hinweis vermerkt.
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Die Grenzlinien 44 und 45 bezeichnen die minimal zulässigen Temperaturen für zwei Kautschuksorten für die Dichtungen. Auch hier ist in einer Variante des Berechnungsalgorithmus ein Verbot des Unterschreitens der Temperaturen vorsehbar, in einer anderen Variante wird ein Wechsel des verwendeten Dichtungsmaterials vorgeschlagen und in einer weiteren Variante wird eine zusätzliche Ölheizung gefordert.
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Die Grenzlinie 46 beschreibt die kritische Grenzviskosität für die Schmierung, oberhalb derer keine zuverlässige Schmierung garantiert werden kann.
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Weitere horizontale und/oder vertikale Grenzlinien werden in Weiterbildungen berücksichtigt.
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Ermittelt das Rechnersystem eine Betriebstemperatur außerhalb der Temperaturgrenzlinien 42, 43, 44 oder 45, so wird ein Warnungshinweis ausgegeben. Ermittelt das Rechnersystem für die Betriebstemperatur und ein Schmieröl eine Viskosität, die außerhalb der Viskositätsgrenzlinien 40, 41 oder 46 liegt, so wird das Schmieröl verworfen und für eine weitere Berechnung nicht mehr berücksichtigt. Bleibt auf diese Weise kein Schmieröl übrig, so wird eine Warnmeldung ausgegeben.
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Somit ermittelt das Rechnersystem die beim Abfahren des Fahrdiagramms anfallende Gesamtverlustleistung für einen Getriebetyp und jedes Schmieröl aus einer Liste von Schmierölen. Vorzugsweise wird hierzu das Zeitintervall in Segmente unterteilt, für die jeweils Mittelwerte gebildet werden, und es wird die Verlustleistung der Intervalle aufsummiert. Es ist aber auch eine Integration der ermittelten Verlustleistungskurve vorsehbar. Bei Dauerbelastung oder periodischer Belastung wird vorteilhaft die Verlustleistung innerhalb einer Grundzeitspanne oder eines Zyklus ermittelt, und es wird das Ergebnis mit der Gesamtstandzeit multipliziert.
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Das Rechnersystem gibt anschließend eine nach Gesamtverlustleistung aufsteigend geordnete Liste von Schmierölen aus.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ermittelt das Rechnersystem die durch die Gesamtverlustleistung am Einsatzort des Getriebes anfallenden Kosten und/oder die Anschaffungskosten für jedes Schmieröl. Somit kann das Rechnersystem für jede Kombination Getriebe mit Schmieröl die anfallenden Gesamtkosten ermitteln. Es sind auch verschiedene Getriebetypen, beispielsweise ein Schneckengetriebe statt eines Kegelradgetriebes oder verschiedene Stirnradgetriebetype miteinander vergleichbar. Auch die Anschaffungskosten der Getriebe können berücksichtigt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung wird zu der ermittelten Nutzleistung und der Verlustleistung eine Antriebseinheit ausgewählt, deren Leistungsklasse für die Summe der Leistungen ausreichend ist, aber nicht unnötig über dieser Summe liegt.
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Somit wird schließlich ein Getriebe aus einem Getriebetyp und einem Schmieröl gefertigt, wobei das Schmieröl und/oder der Getriebetyp minimale Verlustleistung und/oder minimale Gesamtkosten verursacht. Zusätzlich ist vorteilhaft ein Antrieb aus einer Antriebseinheit und einer Getriebeeinheit mit Schmierölbefüllung fertigbar, wobei die Gesamtumweltbelastung, insbesondere durch minimierte Verlustleistung, und/oder die Gesamtkosten minimiert ist oder sind. Alternativ wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dasjenige Getriebe aus einer Baureihe von Getrieben ausgewählt, für das das Schmieröl und/oder der Getriebetyp minimale Verlustleistung und/oder minimale Gesamtkosten verursacht
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Die Gesamtheit der vorstehend beschrieben Berechnungsschritte sowie die in Datenbanken hinterlegten Kurven gemäß 1, 2a, 2b, 3 und/oder 4, weitere Figuren und/oder Schmiermittellisten sind vorzugsweise Bestandteil eines Computerprogrammprodukts. In dieses Computerprogrammprodukt wird, vorzugsweise mit graphischen Bedienmitteln, ein Fahrdiagramm eingegeben sowie, beispielsweise unter Zugriff auf eine Konfigurationsdatenbank mit Getriebetypen und Antriebseinheiten und deren Eigenschaften, ein Getriebe ausgewählt. Anschließend ermittelt das Computerprogrammprodukt für den projektierten Einsatz ein günstigstes Schmieröl, wobei das Optimum hinsichtlich des Gesamtenergieverbrauchs, also des Nutzenergieverbrauchs und des Verlustenergieverbrauchs, und/oder der Gesamtkosten, also Herstellungs- oder Anschaffungskosten und Betriebskosten, mit einem Optimierungsprogramm gebildet wird. Das Computerprogrammprodukt gibt das Ergebnis der Optimierung als Konfigurationsliste und/oder Stückliste und/oder graphische Darstellung der verschiedenen Kombinationen mit den jeweiligen Kosten aus.
