Prüfmethodik zum Schmierstoffeinfluss auf die Tragfähigkeit von Verzahnungen unter elektrischer Belastung
Forschungsthema
| Kurztitel | Verzahnungen unter elektrischer Belastung |
| Projektbeginn | Q2/2025 |
| Förderung | FVA-Nr. 1064/I Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V., FVA |
| Projektpartner | Lehrstuhl für Maschinenelemente, Getriebe und Tribologie (MEGT), Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau |
| Kontakt | Dr.-Ing. T. Tobie |
Projektbeschreibung
Elektrische Antriebssysteme, die mit schnellschaltenden Frequenzumrichtern betrieben werden, sind durch parasitäre Common-Mode-Spannungen belastet, die elektrische Ströme in mechanischen Komponenten induzieren können. Während die Auswirkungen dieser elektrischen Belastungen auf Wälzlager bereits Bestandteil umfassender Untersuchungen sind, fehlt es an systematischen Studien zu deren Einfluss auf Verzahnungen. Elektrisch bedingte Schäden wie Oberflächenveränderungen, Durchschlagskrater oder veränderte Schmierstoffeigenschaften stellen potenzielle Risiken dar, insbesondere im Kontext der fortschreitenden Elektrifizierung von Verkehr und Industrie.
Das Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung einer Prüfmethodik zur systematischen Untersuchung der Tragfähigkeit von Verzahnungen unter elektrischer Belastung. Hierzu wird der bewährte FZG-Zahnradverspannungsprüfstand modifiziert, um elektrische Belastungen präzise in den Zahnkontakt einzuspeisen und reproduzierbare Belastungszustände zu schaffen. Die Untersuchung konzentriert sich auf die Wechselwirkung zwischen mechanischen und elektrischen Belastungen entlang der Eingriffsstrecke. Kritische Betriebszustände, bei denen es zu elektrischen Durchschlägen im Schmierfilm kommt, sollen identifiziert werden.
Die methodische Grundlage des Projekts umfasst Anpassungen am FZG-Zahnradverspannungsprüfstand, die Definition relevanter Betriebsbedingungen und die Entwicklung geeigneter Mess- und Auswertemethoden. Die Ergebnisse liefern nicht nur neue Erkenntnisse zu den Schädigungsmechanismen von Verzahnungen, sondern auch eine Basis für zukünftige Forschungsarbeiten.
Langfristig trägt das Projekt zur Optimierung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer elektrisch belasteter Getriebe bei. Besonders kleine und mittlere Unternehmen profitieren von der Möglichkeit, elektrische Belastungen frühzeitig zu bewerten und gezielte Gegenmaßnahmen zu entwickeln.
Literatur