DE102011080564A1

DE102011080564A1 - Friction gear has rocker that is provided for changing center distance of drive shaft and output shaft which are rotatably arranged on test rollers

Info

Publication number: DE102011080564A1
Application number: DE201110080564
Authority: DE
Inventors: Dr. Kurz Norbert; Andreas Kessler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2013-02-14

Abstract

The friction gear (3) has a housing (3a), and a pair of test rollers (8,9) which are in rolling or sliding contact with one another. The drive shaft (4) and an output shaft (5) are rotatably arranged on test rollers. A rocker (10) is provided for changing the center distance of the drive and output shafts. The bearings for drive shaft are pivotally mounted relative to the housing. The rocker has a pivot (11) arranged below the bearing of drive shaft. Independent claims are included for the following: (1) testing device for determination of frictional behavior of friction gear; and (2) method for determination of frictional behavior of friction gear.

Description

Die Erfindung betrifft ein Reibradgetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, eine Verspannungsprüfeinrichtung zur Bestimmung des Reibverhaltens von Zahnrädern nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 6, ein Verfahren zur Bestimmung des Reibungsverhaltens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 9 sowie die Verwendung des Reibradgetriebes. The invention relates to a friction gear according to the preamble of claim 1, a Verspannungsprüfeinrichtung for determining the friction behavior of gears according to the preamble of claim 6, a method for determining the friction behavior according to the preamble of claim 9 and the use of the friction gear.

Es ist bekannt, Reibungszahlen für Verzahnungen über so genannte Wirkungsgradtests auf Verspannungsprüfständen zu ermitteln. Ein derartiger Verspannungsprüfstand wurde unter der Bezeichnung FZG-Zahnrad-Verspannung-Prüfmaschine durch das deutsche Normblatt DIN 51 354, Teil 1, S. 1–2 bekannt: er umfasst ein Übertragungsgetriebe sowie ein Prüfgetriebe, welches über Torsionswellen mit dem Übertragungsgetriebe verbunden ist. In einer Torsionswelle ist eine Belastungskupplung eingebaut, über welche ein Verspannungsmoment eingestellt wird. Die abtreibende Torsionswelle weist eine Drehmomentmesseinrichtung auf, über welche das übertragende Drehmoment gemessen wird. Das Übertragungsgetriebe, welches über einen Antriebsmotor angetrieben wird, bildet mit dem Prüfgetriebe einen geschlossen Verspannkreis, wobei die dem Verspannkreis zugeführte Antriebsleistung der Verlustleistung des gesamten Systems entspricht. Bei dieser Testmethode müssen für jeden durchzuführenden Test zwei Versuchsradsätze beschafft, montiert und nach dem Versuch wieder demontiert werden. Im Prüfgetriebe befinden sich die Prüfzahnräder, d. h. ein Ritzel und ein Rad, welche dasselbe Übersetzungsverhältnis wie die Zahnradstufe im Übertragungsgetriebe aufweisen. It is known to determine friction coefficients for gears via so-called efficiency tests on stress test rigs. Such a stress test was under the name FZG gear-tension testing machine by the German Standard sheet DIN 51 354, part 1, p. 1-2 known: it comprises a transmission gear and a test gear, which is connected via torsion with the transmission gear. In a torsion shaft, a load coupling is installed, via which a tensioning moment is set. The abortive torsion shaft has a torque measuring device, via which the transmitted torque is measured. The transmission gear, which is driven by a drive motor, forms a closed clamping circuit with the test gear, the drive power supplied to the clamping circuit corresponding to the power loss of the entire system. In this test method, two test wheel sets must be procured, assembled and dismantled after the test for each test to be performed. In the test gear are the Prüfzahnräder, ie a pinion and a wheel, which have the same ratio as the gear stage in the transmission gear.

Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur vereinfachten Ermittlung des Reibungsverhaltens von Zahnrädern bereitzustellen. Starting from this prior art, it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for simplified determination of the friction behavior of gears.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 6, 9, 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. The object of the invention is solved by the features of the independent claims 1, 6, 9, 10. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist als Prüfgetriebe ein Reibradgetriebe vorgesehen, welches einen Satz von Prüfrollen aufweist, welche miteinander in Wälz- und/oder Gleitkontakt stehen. Die Prüfrollen sind jeweils auf einer Antriebs- und einer Abtriebswelle angeordnet und weisen einen veränderbaren Achsabstand auf, wobei eine Einrichtung zur Veränderung des Achsabstandes vorgesehen ist. Durch die Veränderung des Achsabstandes kann die Anpresskraft zwischen beiden Rollen und damit die zwischen den beiden Prüfrollen übertragene Umfangskraft beeinflusst werden. Über Drehmoment, Anpresskraft und Prüfrollenradius lässt sich die Reibzahl µ berechnen. According to a first aspect of the invention, a friction gear is provided as a test gear, which has a set of test rollers which are in rolling and / or sliding contact with each other. The test rollers are each arranged on a drive and an output shaft and have a variable center distance, wherein a means for changing the axial distance is provided. By changing the center distance, the contact force between the two rollers and thus the transmitted between the two test rollers circumferential force can be influenced. The coefficient of friction μ can be calculated by means of torque, contact pressure and test wheel radius.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Einrichtung zur Veränderung des Achsabstandes als Schwinge ausgebildet, in welcher Lager für die Antriebswelle angeordnet sind. Die Schwinge, welche auch als Joch oder Schwenkgabel bezeichnet werden kann, ist schwenkbar gegenüber dem Gehäuse des Reibradgetriebes angeordnet. Insofern ist eine Welle fest im Getriebegehäuse und die andere Welle verschiebbar im Getriebegehäuse angeordnet. According to a further advantageous embodiment, the means for changing the axial distance is designed as a rocker, in which bearings are arranged for the drive shaft. The rocker, which can also be referred to as a yoke or pivoting fork, is arranged pivotably relative to the housing of the friction gear. In this respect, a shaft is fixedly arranged in the gear housing and the other shaft slidably in the gear housing.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Schwinge eine Schwenkachse auf, welche unterhalb der Lager der Antriebswelle angeordnet ist. Durch Auslenkung der Schwinge aus einer Mittel- oder Endlage kann somit der Achsabstand verändert werden. According to a further preferred embodiment, the rocker on a pivot axis, which is arranged below the bearings of the drive shaft. By deflection of the rocker from a middle or end position thus the center distance can be changed.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Schwinge zwei Schenkel auf, welche das Gehäuse von außen umfassen. In jedem Schenkel befindet sich ein Wellenlager zur Aufnahme der Antriebswelle. According to a further preferred embodiment, the rocker has two legs, which comprise the housing from the outside. In each leg is a shaft bearing for receiving the drive shaft.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Schwinge mittels eines Stellmotors verschwenkt werden, wobei der Stellmotor vorzugsweise im oberen Bereich, d. h. oberhalb der Wellenlager an der Schwinge angreift. Die Kraft am Stellmotor bestimmt über die Hebelverhältnisse die Anpresskraft zwischen den Prüfrollen. According to a further preferred embodiment, the rocker can be pivoted by means of a servo motor, the servo motor preferably in the upper region, d. H. above the shaft bearing on the swingarm attacks. The force on the servomotor determines the contact force between the test rollers via the lever ratios.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ist bei einer Verspannungsprüfeinrichtung das Prüfgetriebe als Reibradgetriebe ausgebildet, d.h. die Zahnräder des bekannten Prüfgetriebes eines Verspannungsprüfstandes sind durch Reibräder oder Prüfrollen ersetzt, wobei deren Achsabstand veränderbar ist. Durch die Veränderung des Achsabstandes können verschiedene Laststufen mit unterschiedlichen Anpresskräften simuliert werden. Der eingestellte Anpressdruck zwischen den Prüfrollen entspricht einer verzahnungstypischen Pressung. Durch die Verwendung von Prüfrollen anstelle von Prüfzahnrädern ergibt sich eine erhebliche Vereinfachung und Verbilligung der Vorrichtung, zumal die Prüfrollen nachgeschliffen werden können. According to a second aspect of the invention, in a stress testing device, the test gear is designed as a friction gear, i. the gears of the known test gear of a Verspannungsprüfstandes are replaced by friction wheels or test rollers, the center distance is variable. By changing the center distance different load levels can be simulated with different contact forces. The set contact pressure between the test rollers corresponds to a typical toothing pressure. By using test rollers instead of Prüfzahnrädern results in a considerable simplification and cheapening of the device, especially since the test rollers can be reground.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Übersetzungsverhältnisse des Übertragungsgetriebes und des Prüfrollenpaares unterschiedlich. Das Übersetzungsverhältnis der Zahnradstufe im Übertragungsgetriebe wird durch das Verhältnis der Wälzkreisdurchmesser der beiden Zahnräder bestimmt, während das Übersetzungsverhältnis des Prüfrollenpaares durch das Verhältnis der Rollendurchmesser bestimmt wird. Erfindungsgemäß wird hier bewusst ein Übersetzungsfehler oder eine Übersetzungsdifferenz eingebaut, um ein Gleiten zwischen den Prüfrollen zu erzwingen. Damit ergibt sich ein kombinierter Gleit-Wälzkontakt und somit die Realisierung einer spezifischen Gleitung, wie sie bei Zahnrädern auftritt. Die Gleit- und Wälzverhältnisse von Zahnrädern werden somit durch die Prüfrollen ersetzt und erlauben eine Übertragung der gewonnenen Messergebnisse auf Verzahnungen. Durch den Übersetzungsfehler ergibt sich ein Verspannmoment im geschlossenen Verspannkreis, welcher das Übertragungs- sowie das Prüfrollengetriebe und die beiden Torsionswellen umfasst. Eine Verspanneinrichtung oder Verspannkupplung, wie sie bei dem oben erwähnten bekannten Verspannungsprüfsand vorgesehen ist, kann bei der erfindungsgemäßen Verspannungsprüfeinrichtung entfallen. According to a further preferred embodiment, the transmission ratios of the transmission gear and the test roller pair are different. The gear ratio of the gear stage in the transmission gear is determined by the ratio of the pitch circle diameter of the two gears, while the gear ratio of the test roller pair by the ratio the roll diameter is determined. According to the invention, a translation error or a translation difference is intentionally incorporated here in order to force a sliding between the test rollers. This results in a combined sliding Wälzkontakt and thus the realization of a specific slip, as occurs with gears. The sliding and rolling conditions of gears are thus replaced by the test rollers and allow transmission of the results obtained on gears. Due to the translation error results in a Verspannmoment closed clamping circuit, which includes the transmission and the Prüfrollengetriebe and the two torsional waves. A bracing or Verspannkupplung, as provided in the above-mentioned known Verspannungsprüfsand, can be omitted in the Verspannungsprüfeinrichtung invention.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Drehmomentmesseinrichtung mit einer Signalübertragung ausgestattet, sodass die kontinuierlich gemessenen Drehmomentwerte drahtlos an eine Messwertauswerteeinheit übermittelt werden können. According to a preferred embodiment, the torque measuring device is equipped with a signal transmission, so that the continuously measured torque values can be transmitted wirelessly to a measured value evaluation unit.

Nach einem dritten Aspekt der Erfindung sind bei einem Verfahren zur Bestimmung des Reibungsverhaltens, insbesondere einer Verzahnungsreibungszahl folgende Verfahrensschritte vorgesehen: Zunächst wird den Prüfrollen des Reibradgetriebes das Übersetzungsverhältnis der Zahnradstufe im Übertragungsgetriebe aufgezwungen, d. h. die beiden Prüfrollen werden mechanisch durch eine Koppelverzahnung gekoppelt. According to a third aspect of the invention, the following method steps are provided in a method for determining the friction behavior, in particular a toothing friction coefficient: First, the transmission ratio of the gear stage in the transmission gear is imposed on the test rollers of Reibradgetriebes, d. H. the two test rollers are mechanically coupled by a coupling toothing.

Ferner werden zwischen den Prüfrollen ein definierter Schlupf und eine definierte Anpresskraft eingestellt – daraus ergibt sich das Verspannmoment, welches in einem weiteren Verfahrensschritt gemessen wird. Schließlich wird der Reibwert aus dem gemessenen Verspannmoment, der Anpresskraft und dem Rollenradius ermittelt. Der so ermittelte Verzahnungsreibwert entspricht einem Reibwert einer Verzahnung bei vergleichbaren Betriebsbedingungen. Furthermore, a defined slip and a defined contact force are set between the test rollers - this results in the Verspannmoment, which is measured in a further process step. Finally, the coefficient of friction is determined from the measured bracing torque, the contact pressure and the roller radius. The tooth friction coefficient thus determined corresponds to a coefficient of friction of a toothing under comparable operating conditions.

Nach einem vierten Aspekt der Erfindung wird das Reibradgetriebe als Prüfgetriebe in einem Zahnradverspannungsprüfstand verwendet, indem das bekannte Zahnrad-Prüfgetriebe durch das Reibradgetriebe ausgetauscht wird. Damit werden eine erhebliche Vereinfachung der bekannten Prüfeinrichtung und des bekannten Prüfverfahrens erreicht. According to a fourth aspect of the invention, the friction gear is used as a test gear in a Zahnradverspannungsprüfstand by the known gear-test gear is replaced by the friction gear. Thus, a considerable simplification of the known testing device and the known test method can be achieved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be described in more detail below, which may result from the description and / or the drawing further features and / or advantages. Show it

1 eine 3D-Ansicht eines erfindungsgemäßen Verspannungsprüfstandes und 1 a 3D view of a stress tester according to the invention and

2 ein als Reibradgetriebe ausgebildetes Prüfgetriebe. 2 a trained as a friction gear test gear.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Verspannungsprüfeinrichtung 1, im Folgenden auch Verspannungsprüfstand 1 genannt, welche ein Übertragungsgetriebe 2 und ein Prüfgetriebe 3 umfasst, welche durch eine erste Torsionswelle 4 und eine zweite Torsionswelle 5, im Folgenden kurz erste Welle 4 und zweite Welle 5 genannt, verbunden sind. Das Übertragungsgetriebe 2, welches eine Zahnradstufe 6 aufweist, wird über eine Eingangswelle 7 von einer nicht dargestellten Antriebsmaschine angetrieben. Die erste Welle 4 wird somit von der Eingangswelle 7 angetrieben und wird in Bezug auf das Prüfgetriebe 3 auch als Antriebswelle 4 bezeichnet, während die zweite Welle 5 als Abtriebswelle 5 in Bezug auf das Prüfgetriebe 3 gilt. Das Übertragungsgetriebe 2 und das Prüfgetriebe 3 sind über die Antriebswelle 4 und die Abtriebswelle 5 gegeneinander verspannt, d. h. sie bilden einen Verspannkreis, wie er im Prinzip aus dem eingangs genannten Stand der Technik (DIN-Norm) bekannt ist. Das Prüfgetriebe 3, welches beim eingangs genannten Stand der Technik als Zahnradgetriebe ausgebildet ist, ist hier erfindungsgemäß als Reibradgetriebe ausgebildet, d. h auf der Antriebswelle 4 ist eine erste Prüfrolle (Reibrad) 8 und auf der Abtriebswelle 5 ist eine zweite Prüfrolle 9 drehfest angeordnet, wobei die Prüfrollen 8, 9 in Gleit- und Wälzkontakt miteinander stehen. Das Prüfrollenpaar 8, 9 weist ein Übersetzungsverhältnis i_R auf, welches verschieden von dem Übersetzungsverhältnis i_Ü der Zahnradstufe 6 ist – daraus resultieren ein Schlupf und die Verspannung des zuvor erwähnten Verspannkreises. Dies wird im Zusammenhang mit 2 unten näher erläutert. Das Prüfgetriebe 3 weist ein Gehäuse 3a auf, an welchem eine Schwinge 10, auch Joch 10 oder Schwenkgabel 10 genannt, schwenkbar angeordnet ist. Die Schwinge 10 weist einen ersten Schenkel 10a und einen zweiten Schenkel 10b auf, welche durch ein Brückenelemente 10c miteinander verbunden sind. Die Schwinge 10 bildet somit ein nach unten offenes U, welches das Getriebegehäuse 3a von außen umgreift. Die unteren Enden der Schenkel 10a sind über eine Schwenkachse 11 im Getriebegehäuse 3a abgestützt (eine genauere Darstellung ergibt sich aus 2). Die Antriebswelle 4 ist in den beiden Schenkeln 10a, 10b gelagert und somit um die Schwenkachse 11 schwenkbar. Die zweite Prüfrolle 9, welche auf der Abtriebswelle 5 angeordnet ist, ist fest im Getriebegehäuse 3a gelagert. Die Schwinge 10 dient – wie unten näher erläutert wird – der Verstellung des Achsabstandes und der Anpressung zwischen den beiden Prüfrollen 8, 9. Im oberen Bereich der Schwinge 10, d. h. oberhalb der Antriebswelle 4 greift ein Stellmotor 12 an, welcher eine Verschwenkung der Schwinge 10 bewirkt. An der Abtriebswelle 5 ist eine Drehmomentmesseinrichtung 13 mit Signalübertragung angeordnet, welche während der durchzuführenden Testläufe permanent das übertragende Drehmoment misst und an eine Empfangseinheit weiterleitet. 1 shows a Verspannungsprüfeinrichtung invention 1 , in the following also stress tester 1 called, which is a transmission gear 2 and a test gear 3 comprising, which by a first torsion wave 4 and a second torsion shaft 5 , in the following short first wave 4 and second wave 5 called, are connected. The transmission gear 2 which is a gear stage 6 has, via an input shaft 7 driven by a drive machine, not shown. The first wave 4 is thus from the input shaft 7 driven and is in relation to the test gear 3 also as a drive shaft 4 designated while the second wave 5 as output shaft 5 in terms of the test gear 3 applies. The transmission gear 2 and the test gear 3 are about the drive shaft 4 and the output shaft 5 braced against each other, ie they form a Verspannkreis, as it is known in principle from the above-mentioned prior art (DIN standard). The test gear 3 , which is formed in the aforementioned prior art as a gear transmission, is here inventively designed as a friction gear, d. h on the drive shaft 4 is a first test roller (friction wheel) 8th and on the output shaft 5 is a second test role 9 rotatably arranged, with the test rollers 8th . 9 in sliding and rolling contact with each other. The test roller pair 8th . 9 has a gear ratio i _R , which is different from the gear ratio i _Ü the gear stage 6 is - resulting in a slip and the tension of the aforementioned clamping circuit. This is related to 2 explained in more detail below. The test gear 3 has a housing 3a on which a swingarm 10 , also yoke 10 or swivel fork 10 called, is arranged pivotally. The swingarm 10 has a first leg 10a and a second leg 10b on which by a bridge elements 10c connected to each other. The swingarm 10 thus forms a downwardly open U, which the transmission housing 3a from the outside surrounds. The lower ends of the thighs 10a are about a pivot axis 11 in the gearbox 3a supported (a more detailed representation emerges 2 ). The drive shaft 4 is in the two thighs 10a . 10b stored and thus about the pivot axis 11 pivotable. The second test roll 9 , which are on the output shaft 5 is arranged, is fixed in the gear housing 3a stored. The swingarm 10 serves - as will be explained in more detail below - the adjustment of the axial distance and the contact pressure between the two test rollers 8th . 9 , In the upper part of the swingarm 10 ie above the drive shaft 4 engages a servomotor 12 on which a pivoting of the rocker 10 causes. At the output shaft 5 is a torque measuring device 13 arranged with signal transmission, which permanently measures the torque transmitted during the test runs to be performed and forwards to a receiving unit.

2 zeigt das als Reibradgetriebe ausgebildete Prüfgetriebe 3 aus 1 in einer schematischen Darstellung und in Axialrichtung gesehen. Für funktionell gleiche Teile werden hier gleiche Bezugszahlen wie in 1 verwendet. Die Antriebswelle 4 und die Abtriebswelle 5 bzw. die erste Prüfrolle 8 und die zweite Prüfrolle 9 weisen einen Achsabstand auf, der mit a gekennzeichnet ist. Die Antriebswelle 4 ist – wie bereits oben zu 1 erwähnt – in den Schenkeln 10a, 10b der Schwinge gelagert, d. h. bei einer Auslenkung der Schwinge 10 um die Schwenkachse 11 unterhalb der Antriebswelle 4 verändert sich der Achsabstand a und damit die Anpressung zwischen den Prüfrollen 8, 9 – die Anpresskraft ist durch einen Pfeil F_R dargestellt. Die Anpresskraft F_R wird erzeugt, indem im oberen Bereich der Schwinge eine als Pfeil F_H dargestellte Hebelkraft angreift, welche in der konstruktiven Ausführung gemäß 1 durch den Stellmotor 12 aufgebracht wird. Durch die Schwinge 10 ist es somit möglich, die Anpresskraft F_R zwischen den Prüfrollen 8, 9 zu variieren und damit auch die als Umfangskraft wirkende Reibkraft, welche sich aus dem Produkt der Anpresskraft F_R und dem Reibwert µ zwischen den beiden Prüfrollen 8, 9 (beide aus Stahl) ergibt. Die erste Prüfrolle 8 weist einen Außen- oder Wälzdurchmesser D1, die zweite Prüfrolle 9 weist einen Außen- oder Wälzdurchmesser D2 auf. Das Verhältnis der Durchmesser D1:D2 bestimmt das Übersetzungsverhältnis i_R der beiden Prüfrollen, d. h. des Reibradgetriebes 3. Wie bereits oben erwähnt, ist das Übersetzungsverhältnis i_R der Prüfrollen verschieden vom Übersetzungsverhältnis i_Ü des Übertragungsgetriebes 2 mit der Zahnradstufe 6. Das Übersetzungsverhältnis i_Ü der Zahnradstufe 6 beträgt vorzugsweise 1,5 und wird durch das Verhältnis der Wälzkreise der beiden Zahnräder bestimmt. Aus der gewollten Differenz zwischen den beiden Übersetzungsverhältnissen i_Ü, i_R resultiert ein Gleiten zwischen den Prüfrollen 8, 9 in deren Kontaktbereich und damit eine Reibkraft. An der Kontaktstelle der Prüfrollen 8, 9 ergibt sich somit eine kombinierte Gleit- und Wälzbewegung, welche den Bewegungsverhältnissen von Zahnrädern im Kontaktbereich entspricht. 2 shows the designed as a friction gear test gearing 3 out 1 seen in a schematic representation and in the axial direction. For functionally identical parts the same reference numbers as in 1 used. The drive shaft 4 and the output shaft 5 or the first test roller 8th and the second test roll 9 have a center distance marked with a. The drive shaft 4 is - as already above 1 mentioned - in the thighs 10a . 10b the rocker mounted, ie at a deflection of the rocker 10 around the pivot axis 11 below the drive shaft 4 the center distance a and thus the contact pressure between the test rollers changes 8th . 9 - The contact pressure is represented by an arrow F _R. The contact force F _R is generated by a lever force acting as an arrow F _H acts in the upper region of the rocker, which in the structural design according to 1 through the servomotor 12 is applied. Through the swingarm 10 Thus, it is possible, the contact force F _R between the test rollers 8th . 9 to vary and thus also acting as a circumferential force frictional force, which consists of the product of the contact force F _R and the coefficient of friction μ between the two test rollers 8th . 9 (both steel). The first test roll 8th has an outer diameter or rolling diameter D1, the second test roller 9 has an outer or rolling diameter D2. The ratio of the diameter D1: D2 determines the gear ratio i _{R of} the two test rollers, ie the friction gear 3 , As already mentioned above, the transmission ratio i _{R of} the test rollers is different from the transmission ratio i _{Ü of} the transmission gear 2 with the gear stage 6 , The gear ratio i _Ü the gear stage 6 is preferably 1.5 and is determined by the ratio of the pitch circles of the two gears. From the desired difference between the two gear ratios i _Ü , i _R results in a sliding between the test rollers 8th . 9 in their contact area and thus a frictional force. At the contact point of the test rollers 8th . 9 thus results in a combined sliding and rolling motion, which corresponds to the movement conditions of gears in the contact area.

Die Verzahnungsreibzahl µ kann wie folgt ermittelt werden: In dem geschlossenen Verspannkreis wird durch die Übersetzungsdifferenz von Übertragungsgetriebe 2 und Reibradgetriebe 3 ein Schlupf s zwischen den Prüfrollen 8, 9 eingestellt, welcher infolge der in Umfangsrichtung wirkenden Reibkraft ein Verspannmoment erzeugt, welches über die Drehmomentmesseinrichtung 13 laufend gemessen wird. Die Größe der Reibkraft ergibt sich aus der eingestellten Anpresskraft F_R zwischen den Prüfrollen mit den Durchmessern D1, D2. Der Reibwert µ ergibt sich wie folgt: Das Drehmoment M wird durch das Produkt aus Anpresskraft F_R und Rollenradius r (D/2) dividiert. Dieser Reibwert µ ist repräsentativ für eine Verzahnung, deren Zahnräder unter vergleichbaren Betriebsbedingungen (Temperatur, Sonnengeschwindigkeit, Herz’sche Pressung, Schmierfilmdicke,...) betrieben werden.The Verzahnungsreibzahl μ can be determined as follows: In the closed Verspannkreis is by the translation difference of transmission transmission 2 and friction gear 3 a slip s between the test rollers 8th . 9 set, which as a result of acting in the circumferential direction frictional force generates a clamping torque, which via the torque measuring device 13 is continuously measured. The size of the friction force results from the set contact force F _R between the test rollers with the diameters D1, D2. The coefficient of friction μ is as follows: the torque M is divided by the product of the contact force F _R and the roller radius r (D / 2). This friction coefficient μ is representative of a toothing whose gears are operated under comparable operating conditions (temperature, solar velocity, Herz's pressure, lubricant film thickness, etc.).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Verspannungsprüfstand Stress test rig
22: Übertragungsgetriebe transmission gear
33: Prüfgetriebe test transmission
3a3a: Getriebegehäuse gearbox
44: erste Welle (Antriebswelle) first shaft (drive shaft)
55: zweite Welle (Abtriebswelle) second shaft (output shaft)
66: Zahnradstufe gear stage
77: Eingangswelle input shaft
88th: erste Prüfrolle first test roller
99: zweite Prüfrolle second test roller
1010: Schwinge wing
10a10a: erster Schenkel first leg
10b10b: zweiter Schenkel second leg
10c10c: Brückenelement bridge element
1313: Drehmomentmesseinrichtung Torque measuring device
aa: Achsabstand Wheelbase
D1D1: Durchmesser 1. Prüfrolle Diameter 1st test roller
D2D2: Durchmesser 2. Prüfrolle Diameter 2. Test roller
F_R F _R: Anpresskraft contact force
F_H F _H: Hebelkraft leverage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Standard sheet DIN 51 354, part 1, pp. 1-2 [0002]

Claims

A friction gear comprising a housing ( 3a ), a pair of test rolls ( 8th . 9 ), which are in rolling and / or sliding contact with each other, a drive shaft ( 4 ) and an output shaft ( 5 ), on each of which one of the two test rollers ( 8th . 9 ) is arranged rotationally fixed and a device ( 10 ) for changing the axial distance (a) of the two shafts ( 4 . 5 ).

Friction gear according to claim 1, characterized in that the means for changing the axial distance (a) as a rocker ( 10 ), which bearings for the drive shaft ( 4 ) and pivotally relative to the housing ( 3a ) is arranged.

Friction gear according to claim 2, characterized in that the rocker ( 10 ) a pivot axis ( 11 ), which are below the bearings of the drive shaft ( 4 ) is arranged.

Friction gear according to claim 3, characterized in that rocker ( 10 ) two legs ( 10a . 10b ), which the housing ( 3a ) from the outside.

Friction gear according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the rocker ( 10 ) by means of a servomotor ( 12 ) or by a threaded spindle is pivotable.

Tension testing device for determining the friction behavior of toothed wheels, comprising a transmission gear ( 2 ) with a gear stage ( 6 ), a test gear ( 3 ), a first and a second torsional wave ( 4 . 5 ) for torque transmission between the transmission gear ( 2 ) and the test gear ( 3 ) as well as a torque measuring device ( 13 ), characterized in that the test gear ( 3 ) is formed as a friction gear according to one of claims 1 to 5, wherein the first torsion of the drive shaft ( 4 ) and the second torsion wave ( 5 ) of the output shaft of the friction gear ( 3 ) corresponds.

Device according to claim 6, characterized in that the transmission gear ( 2 ) has a transmission ratio (i _Ü ), which is the ratio of the rolling circles of the gear stage ( 6 ), and the friction gear ( 3 ) has a gear ratio (i _R ), which results from the ratio of the roller diameters (D1, D2), and that the gear ratios (i _Ü , i _R ) are different from each other.

Device according to claim 6, characterized in that the torque measuring device ( 13 ) on one of the two torsion cells ( 4 . 5 ) and has means for signal transmission.

Method for determining the friction behavior by means of a stress test device according to claim 6, 7 or 8, characterized in that the test rollers ( 8th . 9 ) of the friction gear ( 3 ) the gear ratio (i _Ü ) of the gear stage ( 6 ) of the transmission gear ( 2 ) that between the test rolls ( 8th . 9 ) a defined slip (s) and a defined contact force (F _R ) are set, that of a torsional waves ( 4 . 5 ) transmitted torque (M) and that the coefficient of friction (μ) between the test rollers ( 8th . 9 ) from the values for the torque (M), the contact force (F _R ) and the diameter (D1, D2) of the test rollers ( 8th . 9 ) is calculated.

Use of a friction gear ( 3 ) with test rollers ( 8th . 9 ) according to one of claims 1 to 5 as a test gear in a Verspannungsprüfstand for gears.