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Die Erfindung betrifft einen Verzahnungsprüfstand nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Zahnprobe nach dem Oberbegriff von Anspruch 23 und ein Verfahren nach Anspruch 24.
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Um die Belastbarkeit der Verzahnung eines Zahnrads zu prüfen, sind aus dem Stand der Technik sogenannte FZG-Prüfstände und Pulsatorprüfstände bekannt. Bei einem FZG-Prüfstand werden die Verzahnungen zweier Zahnräder in Eingriff gebracht und gegeneinander verspannt. Bei den Zahnrädern handelt es sich regelmäßig um maßstäblich verkleinerte Modelle größerer Zahnräder. Dies birgt das Risiko, dass die ermittelten Ergebnisse nicht 1:1 auf die größeren Zahnräder übertragen werden können. Darüber hinaus ist bei einem FZG-Prüfstand die Verspannung und damit die simulierte Last gewöhnlich statisch. Die Prüfung dynamischer Lasten ist damit nicht möglich.
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Bei einem Pulsatorprüfstand werden zwei Zähne der Verzahnung eines Zahnrads zwischen zwei Stempeln verspannt. Mittels der Stempel können dynamische Lasten aufgebracht werden. Bedingt durch die Verformungen im Zahnrad ist allerdings die Auflagefläche der Stempel auf den Zähnen nicht exakt definiert. Zudem ist es nicht möglich, die bei Evolventenverzahnungen auftretenden Abrollbewegungen der einzelnen Zähne zu simulieren. Auch die Prüfung von schräg verzahnten Zahnrädern ist mit herkömmlichen Pulsatorprüfständen nur eingeschränkt möglich. Die Richtung der mittels der Stempel in das Zahnrad eingeleiteten Kräfte verläuft orthogonal zu einer Drehachse des Zahnrads.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Lastverhalten der Verzahnung eines Zahnrads unter Umgehung der den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile zu prüfen. Insbesondere soll die Validität der Ergebnisse der Prüfung verbessert werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Verzahnungsprüfstand nach Anspruch 1, eine Zahnprobe nach Anspruch 23 und ein Verfahren nach Anspruch 24. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Mit Verzahnungsprüfstand wird eine Anordnung zum Prüfen der Verzahnung eines Zahnrads bezeichnet.
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Der erfindungsgemäße Verzahnungsprüfstand umfasst eine Probenaufnahme, d.h. ein Mittel zur Aufnahme einer Probe bzw. eines Prüflings und einen ersten Lasterzeuger, d.h. ein Mittel zum Aufbringen einer Last, insbesondere einer mechanischen Last. Der erste Lasterzeuger weist mindestens einen Kopf zum Übertragen der Last auf die Probe auf.
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Bei der Probe handelt es sich um eine Zahnprobe. Diese umfasst einen, vorzugsweise genau einen, aus dem Zahnrad bzw. aus der Verzahnung des Zahnrads herausgetrennten Zahn. Insbesondere kann der Zahn mittels eines Verfahrens der dritten Hauptgruppe der Norm DIN 8580 aus dem Zahnrad herausgetrennt worden sein.
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Bei dem Zahnrad handelt es sich vorzugsweise um ein innen- oder außenverzahntes Zylinderrad. Dessen Verzahnung kann etwa als Geradverzahnung, aber auch als Schrägverzahnung ausgeführt sein.
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Die Probenaufnahme ist erfindungsgemäß ausgebildet, die beschriebene Probe aufzunehmen, d.h. geeignet zu fixieren. Die Fixierung erfolgt derart, dass eine Last auf eine Flanke des Zahns aufgebracht werden kann.
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Zum Aufbringen der Last dient der Kopf des ersten Lasterzeugers, der an der Flanke des Zahns anliegt. Über eine entsprechende Anlagefläche des Kopfes an der Flanke wird die Last in die Flanke eingeleitet.
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Bei der Last handelt es sich um eine Kraft, die sich in der Anlagefläche als Druck manifestiert. Die Kraft kann im zeitlichen Verlauf konstant und/oder veränderlich sein.
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Die Erfindung ermöglicht es, die Verzahnung eines realen Zahnrads ohne die Anfertigung verkleinerter Modelle unmittelbar zu testen. Da nur ein einzelner Zahn getestet wird, ist es nicht erforderlich, das Zahnrad komplett in den Prüfstand einzuspannen.
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Insbesondere bei Großgetrieben, etwa Windraftgetrieben, ist dies von Vorteil. Entsprechend realen Belastungssituationen lassen sich zudem in Abhängigkeit der Zeit veränderliche Lasten simulieren.
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Kämmen Verzahnungen zweier Zahnräder miteinander, rollen oder gleiten einzelne, jeweils in Eingriff stehende Zähne aneinander ab. Um dies zu simulieren, sind die Zahnprobe inclusive des Zahns und der Kopf vorzugsweise relativ zueinander beweglich. In einer bevorzugten Weiterbildung ist entsprechend mindestens ein Aktor vorgesehen, um den Kopf des ersten Lasterzeugers und die Zahnprobe relativ zueinander zu bewegen.
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Unter einem Aktor ist ein Energiewandler zu verstehen, der eine erste Energieform - etwa elektrische Energie - in eine zweite Energieform - hier: Bewegungsenergie - umwandelt.
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Ein wiederholter Zahneingriff kämmender Verzahnungen wird in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung durch eine oszillierende Bewegung des Kopfs und der Zahnprobe relativ zueinander nachgebildet. Eine oszillierende Bewegung zeichnet sich durch eine mehrfach wiederholte Umkehr der Bewegungsrichtung aus. Die Bezeichnung oszillierende Bewegung ist gleichbedeutend mit einer Schwingung. Weiterbildungsgemäß regt also der Aktor den Kopf und die Zahnprobe an, gegeneinander zu schwingen.
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Der Zahneingriff miteinander kämmender Verzahnungen erfolgt entlang der Kontaktflächen der jeweiligen in Eingriff stehenden Zähne. Eine entsprechende bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Bewegung des Kopfs und der Zahnprobe relativ zueinander entlang bzw. parallel zu einer beiderseitigen Kontaktfläche erfolgt. Eine Richtung dieser Bewegung ist orthogonal zu einer Flächennormalen dieser Kontaktfläche gerichtet.
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Die Belastung der Flanke durch den Kopf erfolgt in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung mindestens teilweise in Richtung der obengenannten Flächennormalen. Ein von Null verschiedener Richtungsvektor einer entsprechenden Kraft wirkt also weiterbildungsgemäß in diese Richtung.
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Um die obengenannte Last aufzubringen, ist der Kopf des ersten Lasterzeugers in einer bevorzugten Weiterbildung gegen die Flanke verspannt. Hierzu ist in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung ein Federelement vorgesehen, das gegen den Kopf verspannt ist. Im Einzelnen ist das Federelement zwischen dem Kopf und einem feststehenden Mittel verspannt. Bei dem feststehenden Mittel handelt es sich um eine Komponente des ersten Lasterzeugers, die etwa in der oben genannten ortsfesten Struktur fixiert sein kann.
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Die Relativbeweglichkeit des Kopfs des ersten Lasterzeugers und der Zahnprobe lässt sich durch einen beweglichen Kopf und/oder eine bewegliche Zahnprobe erzielen. So ist in einer bevorzugten Weiterbildung der Kopf beweglich und die Zahnprobe ortsfest bzw. starr, d.h. ohne die Möglichkeit einer Relativbewegung, in der Probenaufnahme fixiert. Dies impliziert, dass auch die Probenaufnahme ortsfest bzw. starr fixiert ist. Der obengenannte Aktor wirkt dabei auf den Kopf des ersten Lasterzeugers. Vorzugsweise erfolgt die Bewegung des Kopfs entlang bzw. parallel zu der Kontaktfläche des Kopfs und der Flanke.
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In einer alternativ bevorzugten Weiterbildung wird die Relativbeweglichkeit des Kopfs und des Lasterzeugers durch eine bewegliche, vorzugsweise translatorisch bewegliche, Zahnprobe erzielt. In diesem Fall wirkt der obengenannte Aktor auf die Zahnprobe.
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Damit der Kopf, während sich die Zahnprobe bewegt, dauerhaft an der Flanke anliegt, sodass die Belastung der Flanke durch den Kopf dauerhaft aufrechterhalten wird, ist auch der Kopf in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung beweglich, vorzugsweise translatorisch. Dies ermöglicht es dem Kopf, den Bewegungen der Flanke zu folgen. Insbesondere sollte die Richtung der Bewegung des Kopfs antiparallel zu einer Flächennormalen der Kontaktfläche zwischen dem Kopf und der Flanke sein. Dadurch wird eine Voraussetzung geschaffen über eine in die Richtung der Beweglichkeit des Kopfs auf den über den Kopf auf den Zahn aufgebrachte Kraft die Flanke des Zahns zu belasten.
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Die Bewegungen der Zahnprobe und des Kopfs erfolgen relativ zu einer ortsfesten Struktur, etwa einem Gehäuse des Verzahnungsprüfstands. Bevorzugt sind die Zahnprobe und/oder der Kopf so fixiert, etwa in der ortsfesten Struktur, dass Bewegungen ausschließlich in die genannten Richtungen möglich sind.
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Die Zahnprobe wird bevorzugt symmetrisch in den Verzahnungsprüfstand eingespannt. Dies bedeutet, dass eine Ebene, bezüglich welcher der Zahn ebensymmetrisch ist, und die Bewegungsrichtung der Zahnprobe parallel zueinander ausgerichtet sind. Bezüglich des Zahnrads, aus dem die Zahnprobe herausgetrennt wurde, verläuft die Richtung der Beweglichkeit der Bewegungen der Zahnprobe bevorzugt radial, d.h. orthogonal zu einer Drehachse bzw. Mittelachse des Zahnrads. Dies entspricht einer Mittelachse der Zahnprobe.
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Der Kopf ist in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung rotationssymmetrisch. Insbesondere kann der Kopf als zylindrische Rolle ausgebildet sein. Dabei kommt es zwischen dem Kopf und der Flanke des Zahns zu einer linienförmigen Berührung. Entsprechend bringt der Kopf eine Linienlast auf die Flanke des Zahns auf.
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Besonders bevorzugt wird eine drehbar gelagerte Weiterbildung des Kopfs. Dies ermöglicht eine Abrollbewegung des Kopfs an der Flanke des Zahns. Die Abrollbewegung des Kopfs entspricht einem bei Evolventenverzahnungen auftretenden rollenden Zahneingriff.
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Eine Drehachse des drehbar gelagerten Kopfs kann gegenüber mindestens einer Flankenlinie der Zahnflanke verschränkt sein. Dies bedeutet, dass die Drehachse und die Flankenlinie windschief zueinander verlaufen. Die Verschränkung der Drehachse gegenüber der Flankenlinie kommt vorzugsweise derart zustande, dass die Drehachse ausgehend von einem parallelen Verlauf zu der Flankenlinie um eine Flächennormale der Berührfläche des Kopfs und der Flanke des Zahns verdreht wird. Infolgedessen rollt der Kopf infolge der Bewegungen der Zahnprobe in die erste Richtung und/oder des Kopfs in die zweite Richtung nicht nur an der Flanke des Zahns ab, sondern unterliegt auch einer Gleitbewegung orthogonal zur Richtung des Abrollens. Hierdurch lässt sich eine Belastung der Flanke durch sogenanntes „spezifisches Gleiten“ simulieren.
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Zur Simulation mehrachsiger Belastungszustände weist der erste Lasterzeuger in einer bevorzugten Weiterbildung mindestens zwei Köpfe der oben beschriebenen Art auf, die an derselben Flanke des Zahns anliegen und jeweils eine Last auf die Flanke aufbringen. Die beiden Köpfe sind räumlich voneinander getrennt und berühren die Flanke des Zahns in räumlich voneinander getrennten Berührflächen. Auch die von den Köpfen auf die Flanke des Zahns aufgebrachten Lasten sind damit räumlich voneinander getrennt.
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Die Verwendung zweier Köpfe ermöglicht es, mit einem der Köpfe gezielt eine Biegebeanspruchung des Zahns herbeizuführen, während der andere - dem Zahnfuß nähere- Kopf durch die Druckbeanspruchung eine Schwächung der Oberfläche der Flanke des Zahns bewirkt. Darauf basierend lässt sich die Dauerfestigkeit des Zahns sowohl bezüglich Pressung als auch bezüglich Biegung bestimmen. Beide Faktoren sind als Versagensursachen bekannt.
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Die mindestens zwei Köpfe sind jeweils in eine Richtung beweglich, die antiparallel zu einer Flächennormalen einer Kontaktfläche des jeweiligen Kopfs und der Flanke des Zahns verläuft. Bevorzugt ist zudem jeder der Köpfe gegen die Flanke verspannt. Hierzu können Federelemente vorgesehen sein, die jeweils zwischen den Köpfen und der feststehenden Struktur verspannt sind. Alternativ ist es möglich, die Köpfe jeweils mit einem Aktor zu belasten bzw. in eine oszillierende Bewegung zu versetzen. Vorzugsweise sind darüber hinaus die Köpfe rotationssymmetrisch bzw. als Rolle ausgebildet und drehbar gelagert. Um spezifisches Gleiten zu simulieren, können die Drehachsen der beiden Köpfe gegenüber jeweils mindestens einer Flankenlinie der Flanke des Zahns verschränkt sein.
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Anstelle des zweiten Kopfes kann der Verzahnungsprüfstand einen zweiten Lasterzeuger aufweisen. Dieser belastet den Zahn zusammen mit dem ersten Lasterzeuger und bewirkt ein Biegemoment.
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Das Biegemoment pulsiert in einer bevorzugten Weiterbildung, d.h. das Biegemoment lässt sich als periodische oder nichtperiodische, gedämpfte oder ungedämpfte, lineare oder nichtlineare Schwingungsfunktion beschreiben.
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In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung ist das Biegemoment bzw. ein Vektor des Biegemoments orthogonal zu einer Flächennormalen der Flanke gerichtet. Die Flächennormale verläuft bevorzugt durch die Kontaktfläche des Kopfs und der Flanke.
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Auch kann das Biegemoment bezüglich des obengenannten Zahnrads in einer bevorzugten Weiterbildung axial verlaufen.
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Das pulsierende Biegemoment vollzieht in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung einen Nulldurchgang. Ein Nulldurchgang ist gleichbedeutend mit einem Vorzeichenwechsel. Bei einem Nulldurchgang ändert das Biegemoment seine Richtung.
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Die Zahnprobe umfasst erfindungsgemäß einen, vorzugsweise genau einen Zahn eines Zahnrads und einen Schaft zur Fixierung in der Probenaufnahme des oben beschriebenen Verzahnungsprüfstands. Der Schaft kann etwa mindestens teilweise quader- oder zylinderförmig ausgestaltet sein. Die Zahnprobe wurde aus dem Zahnrad herausgetrennt. Dies impliziert, dass die Zahnprobe zuvor Bestandteil des Zahnrads war.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Prüfen der Verzahnung eines Zahnrads umfasst die folgenden Schritte:
- - Heraustrennen eines Zahns aus dem Zahnrad; und
- - Prüfen des Zahns mittels eines Verzahnungsprüfstands der oben beschriebenen Art.
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Das Heraustrennen des Zahns kann etwa durch Sägen oder zerteilen erfolgen. Sägen ist in der Norm DIN 8589 definiert. Die Norm DIN 8588 definiert Zerteilen.
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Der Verfahrensschritt des Prüfens umfasst einen Teilschritt des Einspannens des Zahns in den Verzahnungsprüfstand und einen Teilschritt des Belastens des Zahns mittels des Verzahnungsprüfstands. Der Zahn wird in den Verzahnungsprüfstand eingespannt, in dem er in der Probenaufnahme fixiert wird. Die Belastung des Zahns gestaltet sich derart, dass durch den Kopf oder die Köpfe des Verzahnungsprüfstands eine Last auf eine Flanke des Zahns aufgebracht wird.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:
- 1 einen aus dem Stand der Technik bekannten Pulsatorprüfstand;
- 2 einen Verzahnungsprüfstand mit einem Lasterzeuger;
- 3 eine Teilansicht einer eingespannten Zahnprobe;
- 4 die Prüfung der Zahnprobe mit einem Lasterzeuger;
- 5 spezifisches Gleiten;
- 6a und 6b Kräfte beim spezifischen Gleiten;
- 7 einen Testzyklus;
- 8 einen zweiköpfigen Verzahnungsprüfstand;
- 9 spezifisches Gleiten bei dem zweiköpfigen Verzahnungsprüf stand;
- 10 ein Zahnrad mit Außenverzahnung;
- 11 ein Zahnrad mit Innenverzahnung; und
- 12 einen Verzahnungsprüfstand mit zwei Lasterzeugern.
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Das in 1 dargestellte Zahnrad 101 ist zwischen zwei Stempeln 103 eines herkömmlichen Pulsatorprüfstands zum Zwecke der Simulation einer dynamischen Belastungssituation eingespannt. Die Stempel 103 greifen in die Verzahnung des Zahnrads 101 ein und bringen eine Last auf.
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Herkömmliche Pulsatorprüfstände weisen eine Reihe von Nachteilen auf, die sich mit dem in 2 dargestellten Verzahnungsprüfstand 201 vermeiden lassen. In den Verzahnungsprüfstand 201 ist eine zu prüfende Zahnprobe 203 eingespannt. Die Zahnprobe 203 zeichnet sich dadurch aus, dass es sich nicht um ein zum Zwecke der Prüfung hergestelltes Modell handelt, sondern aus einem einsatzfähigen Zahnrad extrahiert wurde.
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Die Zahnprobe 203 umfasst einen Schaft 205 und zwei Zahnflanken 207. Mit dem Schaft 205 ist die Zahnprobe 203 in einer Probenaufnahme 209 eingespannt. Die Probenaufnahme 209 führt die Zahnprobe 203 in vertikaler Richtung beweglich.
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Der Schaft 205 weist eine nach oben geöffnete Sacklochbohrung mit einem Innengewinde 211 auf. Über das Innengewinde 211 kann die Zahnprobe 203 an einen in 2 nicht dargestellten Aktor angeschlossen werden, der die Zahnprobe 203 auf und ab bewegt.
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Um eine auf die Flanke 207 wirkende Belastung zu simulieren, weist der Verzahnungsprüfstand 201 einen Lasterzeuger 213 auf. Eine drehbar gelagerte Rolle 215 des Lasterzeugers 213 steht mit der Flanke 207 in Berührung. Mittels einer Feder 213 wird die Rolle 215 vorgespannt. Eine Kraft F der Feder 213 wirkt in horizontaler Richtung auf die Rolle 215 und drückt diese gegen die Flanke 207.
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Ein Gehäuse 219 kapselt die Komponenten des Verzahnungsprüfstands. In dem Gehäuse 219 ist der Lasterzeuger 213 fixiert. Weiterhin bildet das Gehäuse 219 die Probenaufnahme 209 aus. Im Inneren des Gehäuses 219 befindet sich ein Ölbad 221, in welches die Flanke 207 der Zahnprobe 203 und die Rolle 215 des Lasterzeugers 213 eingetaucht sind. Durch das Ölbad 221 lässt sich die in einem realen Getriebe vorhandene Ölschmierung simulieren.
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Eine Ansicht der Zahnprobe 203 von unten ist in 3 dargestellt. Hier ist zu erkennen, dass es sich um einen Ausschnitt einer Schrägverzahnung handelt. Die Kraft F, die zu Prüfzwecken auf die Flanke 207 der Zahnprobe 203 einwirkt, muss entsprechend schräg ausgerichtet sein. Dies wird erreicht durch eine entsprechend schräge Ausrichtung des Lasterzeugers 213, wie in 4 dargestellt.
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Gemäß 4 verläuft eine Hauptachse 401, entlang der die Rolle 215 verschiebbar ist und in deren Richtung entsprechend eine Kraft aufgebracht werden kann, orthogonal zu der Flanke 207 der Zahnprobe 203. Die Flanke 207 wiederum verläuft antiparallel zu einer Hauptachse 403 des Verzahnungsprüfstands 201. Die Hauptachse 403 ist parallel ausgerichtet zu einer Drehachse des Zahnrads 101 aus dem die Zahnprobe 203 herausgetrennt wurde. Insbesondere stehen somit die Hauptachse 401 des Lasterzeugers 213 und die Hauptachse 403 des Verzahnungsprüfstands 203 nicht orthogonal zueinander.
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Die Richtung der in 5 dargestellten Perspektive entspricht der Richtung der von dem Lasterzeuger 213 aufgebrachten Kraft F. Aus dieser Perspektive ist eine Verschränkung einer Drehachse 501 der Rolle 215 des Lasterzeugers 213 gegenüber einer Eingriffslinie 503 zu erkennen. Die Eingriffslinie 503 kennzeichnet einen Bereich, in dem die Flanke 207 der Zahnprobe 203 durch die Rolle 215 belastet wird. Insbesondere besteht entlang der Eingriffslinie 503 ein Kontakt zwischen der Rolle 215 und der Flanke 207. In Folge der Verschränkung verlaufen die Drehachse 501 der Rolle 215 und die Eingriffslinie 503 antiparallel. Dies bewirkt ein sogenanntes „spezifisches Gleiten“ der Rolle 215. Die Rolle 215 bewegt sich dabei nicht nur rollend sondern auch gleitend über die Oberfläche der Flanke 207. Hierdurch lassen sich real vorherrschende Belastungsverhältnissee exakt simulieren.
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Die resultierenden Kräfteverhältnisse sind in den 6a und 6b veranschaulicht. Eine erste Komponente einer von dem Lasterzeuger 213 auf die Flanke 207 aufgebrachten Kraft F wirkt in der Flanke als eine senkrecht zu der Flanke 207 stehende Normalkraft Fn. Eine zweite Komponente der Kraft F steht senkrecht zu Fn.
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7 stellt die Kraft F, welche durch die Rolle 215 auf die Flanke 207 der Zahnprobe 203 aufgebracht wird, im zeitlichen Verlauf dar. Dargestellt ist weiterhin eine Prüflast 701, welche im Ruhezustand durch die Feder 217 aufgebracht wird. Durch die Auf- und Abbewegung der Zahnprobe 203 beschreibt die Kraft F einen um die Prüflast 701 herum schwankenden periodischen Verlauf.
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8 zeigt eine Variante des Verzahnungsprüfstands 201 mit zwei Rollen 215. Beide Rollen 215 liegen an der Flanke 207 der Zahnprobe 203 an und werden durch die Feder 217 mit einer Last beaufschlagt. Auf diese Weise lässt sich eine realitätsgetreuere Simulation der real vorherrschenden Belastungsverhältnisse realisieren.
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Wie in 9 dargestellt, sind analog zu 5 die Rollen 215 auch in zweifach vorhandener Ausführung gegenüber ihren Eingriffslinien verschränkt, um spezifisches Gleiten zu simulieren.
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Bei dem Zahnrad 101, aus dem die Zahnprobe 203 herausgetrennt wurde, kann es sich um ein innenverzahntes oder ein außenverzahntes Zahnrad 101 handeln.
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10 stellt ein außenverzahntes Zahnrad 101 dar. Die Zahnprobe 203 wird entlang einer ersten Schnittfläche 1001 und einer zweiten Schnittfläche 1003 aus dem Zahnrad 101 herausgetrennt. Die erste Schnittfläche 1001 und die zweite Schnittfläche 1003 verlaufen parallel zueinander.
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11 stellt analog ein innenverzahntes Zahnrad 101 dar. Entlang der ersten Schnittfläche 1001 und der zweiten Schnittfläche 1003 wird die Zahnprobe 203 aus dem Zahnrad 101 herausgetrennt. Auch hier verlaufen die erste Schnittfläche 1001 und die zweite Schnittfläche 1003 parallel zueinander.
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Der in 12 dargestellte Verzahnungsprüfstand 1201 weist neben einem ersten Lasterzeuger 1203 einen zweiten Lasterzeuger 1205 auf. Der erste Lasterzeuger 1203 übt über eine Rolle 1207 eine Last auf die Flanke 207 der Zahnprobe 203 auf. Diese Last wird durch eine Feder 1209 aufgebracht.
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Die Zahnprobe 203 ist ortsfest in einer ebenso ortsfesten Probenaufnahme 1211 fixiert. Anstelle der Probenaufnahme 1211 ist hier der erste Lasterzeuger 1203 beweglich. So kann der erste Lasterzeuger 1203 orthogonal zu einer Kraft, die über die Rolle 1207 auf die Flanke 207 der Zahnprobe 203 aufgebracht wird, geschwenkt werden. Die Rolle 1207 wälzt infolgedessen an der Flanke 207 ab. Dabei wirkt permanent eine von der Feder 1209 aufgebrachte Kraft auf die Rolle 1207.
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Geschwenkt wird der erste Lasterzeuger 1203 mittels eines in 12 nicht dargestellten Aktors, der über eine erste Koppelstange 1213 mit dem ersten Lasterzeuger 1203 verbunden ist.
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Der zweite Lasterzeuger 1205 greift an einem Kopf der Zahnprobe 203 an und übt eine pulsierende Zugkraft aus. Dazu ist der zweite Lasterzeuger 1205 linearbeweglich aufgehängt. Über eine zweite Koppelstange 1215 ist der zweite Lasterzeuger 1205 mit einem in 12 nicht dargestellten weiteren Aktor verbunden.
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Die von dem zweiten Lasterzeuger 1205 aufgebrachte Zugkraft manifestiert sich in der Zahnprobe 203 als ein pulsierendes Biegemoment, dessen Vektor orthogonal zu der Bildebene von 12 gerichtet ist. Dieses Biegemoment entspricht einer strukturellen Belastung der Zahnprobe 203. Zusammen mit der durch die Rolle 1207 aufgebrachten, oberflächlich wirkenden Last lässt sich so die bei einem realen Zahneingriff wirkende Belastungssituation realitätsgetreu nachbilden.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Zahnrad
- 103
- Stempel
- 201
- Verzahnungsprüfstand
- 203
- Zahnprobe
- 205
- Schaft
- 207
- Flanke
- 209
- Probenaufnahme
- 211
- Innengewinde
- 213
- Lasterzeuger
- 215
- Rolle
- 217
- Feder
- 219
- Gehäuse
- 221
- Ölbad
- 401
- Hauptachse des Lasterzeugers
- 701
- Prüflast
- 1001
- erste Schnittfläche
- 1003
- zweiter Schnittfläche
- 1201
- Verzahnungsprüfstand
- 1203
- erster Lasterzeuger
- 1205
- zweiter Lasterzeuger
- 1207
- Rolle
- 1209
- Feder
- 1211
- Probenaufnahme
- 1213
- erste Koppelstange
- 1215
- zweite Koppelstange
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Norm DIN 8589 [0039]
- Norm DIN 8588 [0039]
