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FZG Highspeed-Zahnradverspannungsprüfstand

Elektrische Antriebe drehen mit über 20.000 U/min. Ihre Getriebeöle werden bei rund einem Zehntel davon bewertet. Der FZG-Highspeed-Zahnradverspannungsprüfstand schließt diese Lücke — bei 22.500 U/min am Ritzel und in FZG-Standardgeometrie, sodass die etablierten FZG-Normtests weiterhin fahrbar bleiben.

Aufbau und Funktionsprinzip

Der Highspeed-FZG-Prüfstand basiert auf dem Standard-FZG-Prüfstand. Auch hier handelt es sich um eine Prüfmaschine mit einem Leistungskreislauf. Das Übertragergetriebe und das Prüfgetriebe sind durch einen Funktionswellenstrang und eine Torsionswelle verbunden. Am Funktionswellenstrang befindet sich eine Spannkupplung zur Einleitung der Last. Das Drehmoment wird an der Torsionswelle gemessen. Der Antrieb des Prüfstandes erfolgt über einen drehzahlgeregelten Asynchronmotor. Die zugehörige Öleinheit zur Einspritzschmierung verfügt über ein Kühl- und Heizsystem, das das Prüfgetriebeöl auf der gewünschten Temperatur hält. Die Temperatur des Getriebeöls kann voreingestellt und kontrolliert werden.

 

Mit einem Achsabstand von 91,5 mm und einer Übersetzung von 1,5 entspricht der Prüfstand der FZG-Standardgeometrie; die FZG-spezifischen Prüfräder sind verwendbar.

Nahaufnahme des Prüfgetriebes im FZG-Highspeed-Zahnradverspannungsprüfstand
FZG-Highspeed-Zahnradverspannungsprüfstand mit geöffneter Verkleidung
Draufsicht auf den Verspannkreis des FZG-Highspeed-Prüfstands

Prüfverfahren und Entwicklungspartnerschaft

Der Prüfstand ist für die Verfahren nach DGMK 833 / FVA 988 I „E-Fluids@HighSpeeds" ausgelegt. Weitere Prüfverfahren für den Highspeed-Bereich werden derzeit an der Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG) der Technischen Universität München ausgearbeitet.

Entstanden ist der Prüfstand im bundesweit geförderten Konsortialforschungsprojekt Opt4E zur Synthese und Optimierung elektrischer Antriebsstränge, an dem die FZG beteiligt ist. Die Zusammenarbeit besteht über die Entwicklungsphase hinaus: Prüfstand und Prüfverfahren werden gemeinsam weiterentwickelt.

Highlights und Prüfungen

  • Hohe Drehzahl am Ritzel (22.500 U/min)

  • Sumpf- und Einspritzschmierung

     

  • Jeweils eigener Ölkreislauf für Übertrager- und Prüfgetriebe
  • Verwendung der FZG spezifischen Prüfräder möglich
  • DGMK 833 / FVA 988 I „E-Fluids@HighSpeeds“
  • Weitere Testverfahren in Ausarbeitung an der TUM (FZG)
  • Körperschall-Schwingungsüberwachung
  • Messdaten im .tdms–Format verfügbar
  • Variable Grenzwertüberwachung

Technische Daten und Ausstattung

  • Max. Drehzahl am Ritzel: 22.500 U/min
  • Max. Drehmoment: 600 Nm
  • Max. Leistung im Verspannkreis:
    • Aktuell: 754 kW (18.000 rpm & 400 Nm am Ritzel)
    • Ziel: 1413 kW (22.000 rpm & 600 Nm am Ritzel)
  • Übersetzungsverhältnis: 1,5
  • Achsabstand: 91,5 mm
  • Ø-Welle Prüfgetriebe: standardmäßig Ø30 mm
  • Öltemperatur Übertragergetriebe: wassergekühlt
    • Effizienz: 60 °-140 °C
    • Fresstest: abhängig von der Leistung im Verspannkreis
  • Öltemperatur Prüfgetriebe: 60 °-140 °C (geregelt, gekühlt und beheizt).
  • Haltetemperatur bei Einspritzschmierung: 60°-140 °C
  • Öl-Durchfluss: 0,3 – 5 l/min
  • Gesamtplatzbedarf (L x B x H):
    • Prüfstand: ca. 2,5m x 0,9m x 1,7m
    • Ölaggregat: ca. 1,4m x 0,95m x 2,2m
  • Gewicht:
    • Prüfstand: ca. 3 t
    • Ölaggregat: ca. 720 kg

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