Elektrische Antriebe (EDUs) ermöglichen im Gegensatz zum Verbrenner äußerst leises Fahren. Umso stärker treten für die Hersteller störende Geräuschentwicklungen bei Verzahnungen in den Fokus. Mit den neuen Anforderungen an „ultraleise Getriebe“ und der damit einhergehenden rigorosen Verringerung der Verzahnungstoleranzen wird deutlich, dass die traditionellen Prüfmethoden keine sichere Kontrolle der Qualität des Endprodukts und – was hier noch wichtiger ist – hinsichtlich der beim Abwälzen zweier Zahnräder entstehenden Geräuschen bieten.

Als weltweit führender Anbieter von End-Of-Line-(EOL)-Prüfsystemen in der Getriebeproduktion hat die Firma JW Froehlich ein innovatives Produktionsprüfsystem entwickelt, das in der Lage ist, Fehler an einzelnen Zahnrädern schon in der Zahnradproduktion zu identifizieren, die bislang erst im Fahrbetrieb (Geräuschentwicklung) erkannt werden konnten. Für den Prüfstand, von dem aktuell vier Exemplare für einen deutschen OEM entstehen, ist kundenseitig eine Prüfzeit von weniger als 35 Sekunden vorgegeben. Ein mit einem Doppelgreifer ausgerüsteter Roboter holt das fertig geprüfte Zahnrad ab und legt anschließend sofort ein neues in die Spannvorrichtung des Prüfstands ein; der Werkstückwechsel erfolgt vollautomatisiert. Die flexible Lösung ermöglicht so eine nahtlose automatisierte Integration in bestehende Produktionslinien.

Für die Messung ist ein Komplettsystem der Firma Discom in die Anlage integriert – eine ideale Lösung im rotierenden Zahnradprüfstand. Denn während bei herkömmlichen Verfahren die Geräusche des Prüflings nur indirekt erfasst werden können, findet die Messung hier direkt am rotierenden Zahnrad statt. Für diesen Zweck kommt ein Torsion Acceleration Sensor (TAC-Sensor) zum Einsatz.

Die Prüfung der Beschleunigungsunterschiede beim Abrollen des Prüflings gegen ein Meisterrad geschieht unter Last. Ein Lastwechsel ermöglicht die Untersuchung an beiden Flanken (Zug- und Schub-) des Zahnrads. Die Analyse durch die TAC-Sensor-Signale liefert dabei hochgenaue Informationen über Vibrationen, die auf mögliche Beschädigungen oder Kontaktflächenfehler hinweisen können. Die Auswertung erfolgt mit der Software von Discom.

Zentrale Anforderungen an den erfolgreichen Prüflauf im Teststand sind eine äußerst steife Konstruktion mit gut wiederholbarer Geometrie im Zahnradkontakt, eine gute Schwingungsisolierung sowie hochpräzise Spanndorne. JW Froehlich bietet mit seiner jahrelangen Expertise auf dem Gebiet von EOL-Getriebe-Prüfständen hier das notwendige Know-how für optimale Ergebnisse.

Merkmale des Prüfsystems

Prüfverfahren

• Austauschbare Spanndorne zur Werkstückklemmung (mechanisch oder hydraulisch)
• Hochpräzise Spanndorne mit minimalem Rundlauffehler (< 5 µm)
• Bedienerfreundlicher Wechsel der Meisterzahnräder
• Entkopplung der Messsensorik von Antriebskomponenten
• Roboterbeladung
• Werkstückdrehzahl 4000 U/min (oder ggf. mehr)
• Antriebsmoment bis 40 Nm (oder ggf. mehr)
• Automatisches Einmitten der Verzahnung
• Einkapselung des Prüfraumes, dadurch minimale Ölnebelverschleppung
• Mechanisch steife Konstruktion mit gut wiederholbarer Geometrie im Zahnradkontakt:
  • Parallelität von Getriebe- und Hauptwelle
  • Wiederholbarer Abstand zwischen den Wellen bei identischer Verzahnungsgeometrie
• Sonderbetrieb (z.B. manuelles Einlegen eines Prüflings)