antriebstechnik 10/2015

KOMPONENTEN UND SOFTWARE

KOMPONENTEN UND SOFTWARE 02 Kegel-Stirnradgetriebe von ZAE und Modell von Kisssoft 03 CAD-Zeichnung mit Berücksichtigung der Verlustleistung (links) und Kisssys-Berechnungsmodell (rechts) Nennmoment von 1200 Nm. Diese Baureihe umfasst zurzeit vier unterschiedliche Baugrößen mit einem Übersetzungsverhältnis von jeweils 10:1 bis 200:1. Für die Berechnung der Verlustleistungen und Betriebstemperaturen wird das neu entwickelte Berechnungswerkzeug der Firma Kisssoft zum Einsatz gebracht. Hierzu wurde das benötigte Getriebemodell durch die Kisssoft erstellt und mit den notwendigen Parametern versehen. Mit den Kegel-Stirnradgetrieben wurden zahlreiche Messreihen durchgeführt, bei welchen die Temperaturen des Ölsumpfes und der Umgebung aufgezeichnet wurden Gleichzeitig wurden auch die zugehörigen Getriebewirkungsgrade gemessen. Um eine Analyse des Getriebeverhaltens unter Last vornehmen zu können, wurden die Betriebsbedingungen für die Messreihen so festgelegt, dass sowohl Drehzahl- als auch Drehmomenteinflüsse klar erkennbar werden. Diese Versuchsergebnisse werden als Skalierungsgrundlage für das Berechnungsmodell genutzt. Es können so Verlustleistungs- und Temperaturberechnungen in Kisssys gezielt angepasst werden, um die Realität wiederzugeben. Nach der entsprechenden Anpassung lieferte die Berechnung Ergebnisse, welche der Realität sehr nahe kamen. Diese Ergebnisse bildeten dann eine ausgezeichnete Grundlage für das Berechnungsmodul und seine Anwendung für andere Getriebe. Die auf diesem Weg geschaffene Berechnungsgrundlage wird später auch die Auslegung und Optimierungen beliebiger Getriebe ermöglichen. Berechnung Automobilgetriebe Anders als bei Industriegetrieben stehen in der Automobilindustrie der sparsame Kraft- stoffverbrauch und die Emissionssenkung der Fahrzeuggetriebe im Vordergrund, z. B. durch die Entwicklung von Hybridmodellen oder durch höhere Gangzahlen und eine größere Getriebespreizung. Zusammen mit der IAV GmbH, einem Entwicklungspartner der Automobilindustrie, hat die Kisssoft AG ein Softwaremodul für die Analyse, Bewertung und Optimierung von Getriebeverlusten entwickelt. Da wir uns in der antriebstechnik nicht grundlegend mit Getrieben für Automobile befassen, Sie aber trotzdem über diese Applikation informieren möchten, haben wir in einem zweiten Artikel dieses Thema für Sie aufgegriffen. Diesen Artikel finden Sie unter www.bit.ly/1PiKhUF oder über den unten aufgeführten QR-Code. Hier wird anhand eines 7-Gang-Doppelkupplungsgetriebes von IAV die effiziente Berechnung des Gesamt wirkungsgrads des Getriebes erläutert. Vielfältige Berechnungsmöglichkeiten Beide Anwendungen stellen die unterschiedlichen Anforderungen an die Berechnung von Wirkungsgrad und thermischer Bilanz für Getriebe dar. Während Industriegetriebe hauptsächlich Maschinenelemente enthalten, für welche die Berechnungsmethoden bereits vorhanden sind und hier letztlich die thermische Bilanz im Vordergrund steht, geht es in der Automobilindustrie vor allem um die Einhaltung der CO 2 -Emissionsgrenzwerte, weshalb die Berechnung des Wirkungsgrads vorrangig ist. Die Berechnung der Getriebeverlustleistungen basiert auf einem Kisssys-Modell. Auf dieser Systemebene werden alle kinematischen Komponenten und Interaktionen zwischen den einzelnen Maschinen- elementen berücksichtigt. Neben vielen Berechnungsstandards für Wirkungsgrade ermöglicht Kisssoft auch die Überprüfung anderer Kriterien wie etwa die Festigkeit des Getriebes oder das Laufgeräusch. Die Prozesskette eignet sich sowohl für die effiziente Bewertung verschiedener Getriebekonzepte als auch für detaillierte Optimierungsstudien für vorhandene Getriebe. Die Berechnungsmethode auf Basis von Kisssoft und Kisssys ist ein hilfreiches Instrument, das im gesamten Entwicklungsprozess von der Konzeptphase bis zum produktionsreifen Entwurf eingesetzt werden kann. Weiterführende Berechnungsmöglichkeiten sind neu in Kisssoft implementiert wie einerseits die Berechnung des Temperaturverlaufes aufgrund eines vorgegebenen Belastungszyklus. Das ermöglicht die Ermittlung eines Temperaturmaximas während des Betriebes, was z. B. für die Erreichung der Lebensdauer für Schmierstoff oder Dichtungen ein wichtiges Kriterium darstellt. Weitere Ergänzungen wie individuelle oder gesamtheitliche Korrekturfaktoren für die Wärmeabfuhr und Verlustleistungen sowie die generelle Verwendung der Verzahnungskontaktanalyse für die Verzahnungsverlustleistung runden die vielfältigen Möglichkeiten ab und stellen mit Kisssoft und Kisssys ein praxisnahes Werkzeug zur Bestimmung der Getriebewirkungsgrade und thermischen Bilanz dar. www.kisssoft.ag Der Link zum Beitrag Die Ausführungen zum Automobilgetriebe finden Sie unter www.bit.ly/1PiKhUF 74 antriebstechnik 10/2015

Mehrere Fliegen mit einer Klappe schlagen Beim Simmerring Blueseal von Freudenberg Sealing Technologies besteht auch die statische Dichtung zum Gehäuse hin aus PTFE anstelle von Elastomer. Das Dichtungsdesign beinhaltet damit nur noch zwei Materialien: PTFE und Metall. Bei allen herkömmlichen Konzepten einschließlich des POP-Simmerrings ist für die Gummierung zur Luftseite hin sowie zum Anbinden der PTFE-Manschette axialer Bauraum erforderlich. Der Blueseal verzichtet auf diese axiale Gummierung und bindet die PTFE-Manschette außen an die Luftseite des Metall-Versteifungsrings an. Das spart Platz und vereinfacht das Design der Dichtung. Die Dichtlippe nach dem POP-Prinzip sorgt zudem für minimale Reibung. Verschiedene Automobilhersteller und Tier-1-Kunden haben Musterteile bereits eingehend getestet und für gut befunden. Neben der Kurbelwelle kristallisieren sich Kraftstoffpumpen, Auflade- und Wärmerückgewinnungssysteme moderner Fahrzeuge als weitere Einsatzbereiche heraus. Auch im Industriegeschäft erschließen sich dem Blueseal Anwendungen in Industriemotoren und -getrieben. In einer modifizierten Variante ist der Simmerring z. B. für Hochdruckpumpen geeignet. www.fst.com Berechnung der Verformung des Planetenträgers Die Verformungen des Planetenträgers im Planetengetriebe haben einen maßgeblichen Einfluss auf die Eingriffsverhältnisse von Planetenrad zu Sonne sowie von Planetenrad zum Hohlrad. Zusätzlich zur bisherigen Funktion, die Schiefstellung des Planetenrades vorgeben zu können, bietet Kisssoft nun die Möglichkeit, die Schiefstellung des Planetenbolzens aufgrund der rechnerischen Bestimmung der Verformung des Planetenträgers zu erhalten. Als Planetenträgerkonstruktionen stehen ein- und doppelwandige Bauformen zur Auswahl. Die Knotenkoordinaten und Verformungen lassen sich dabei wahlweise eingeben bzw. aus einer externen FEM-Analyse auslesen oder über eine integrierte FE-Berechnung ermitteln. Somit besteht die Möglichkeit, den Planetenträger in Kisssoft mit Modul ZA36 zu dimensionieren und mit einer Open-Source-FE-Bibliothek die Verformungen des Planetenbolzens berechnen zu lassen. www.kisssoft.ag Dichtungen. Stanzteile. Isolierteile. Individuelle und wirtschaftliche Lösungen ee r ees eri ee re ieseiie echie i ereich es zes es ssersrh serscheies he eiii rch eiee erze s peer espezifischer esee 13. – 17.10.2015 Wir sind dabei. e ir ree s ie Werkstoffpalette mit umfangreich erweitertem Einsatzspektrum Schlösser - hr peeer rer Das Unternehmen Parker Hannifin stellt seine Palette von Parker-Prädifa-Ultrathan- Dichtungswerkstoffen vor. Sie zeichnen sich vor allem durch ihre Formstabilität unter Last, Toleranzgenauigkeit, Robustheit, Extrusionsund Verschleißfestigkeit sowie Elastizität aus. Neben Standardwerkstoffen mit physikalischen Eigenschaften für die Hydraulik, die Pneumatik und für Industrieanwendungen bietet Parker-Prädifa auch Spezialwerkstoffe für besondere Anforderungen an. Beispiele sind u. a. temperaturoptimierte Werkstoffe, hydrolyse-, säure- und laugenbeständige Compounds. Mit ihren Eigenschaften decken die TPU-Werkstoffe der Ultrathan-Familie die Anforderungen verschiedener Anwendungen und Einsatzbereiche ab. So sind sie z. B. im Automotive-Bereich ebenso zu finden wie in Maschinen und Anlagen der Lebensmittel- oder der Textilproduktion. www.parker-praedifa.com www.schloesserdichtungen.de chsser ihesre ee e ischesse