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Getriebe für leisere Windkraftwerke

16.06.1998 - (idw) Ruhr-Universität Bochum

Damit Windkraftwerke leiser rotieren, hat eine Bochumer Wissenschaftler Näherungsgleichungen für Getriebe formuliert. Für diese Erkenntnisse erhält er heute, 16. Juni 1998, auf der Tagung "Getriebe im Fahrzeugbau - 1998" in Friedrichshafen den mit 10.000 DM dotierte Gustav-Niemann- Förderpreis des VDI.

Bochum, 16.06.1998
Nr. 125

Lärm im Ansatz berücksichtigt
Neue Berechnungsgrundlagen für die Praxis
Gustav-Niemann-Förderpreis für RUB-Wissenschaftler


Einem Windrad wird die Betriebsgenehmigung verweigert. Warum: es produziert zwar umweltfreundliche Strom, aber sein Getriebe verursacht umweltfeindliche Lärmemission! Um solchen Lärm schon bei der Konstruktion zu beherrschen, stehen nun einfach einzusetzende Grundlagen-be-rechnungen zur Verfügung. Sie beschreibt Dr. -Ing. Ralf Georg Wittor, Oberingenieur am Lehrstuhl für Maschinenelemente, Getriebe und Kraftfahrzeuge (Leiter: Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Predki) in seiner Dissertation "Näherungsgleichungen für den Schalleistungspegel von Planetengetrieben". Für diese Erkenntnisse wird ihm heute, 16. Juni 1998, auf der Tagung "Getriebe im Fahrzeugbau - 1998" in Friedrichshafen der mit 10.000 DM dotierte Gustav-Niemann- Förderpreis des VDI verliehen. Das der Promotion zugrunde liegende Forschungsprojekt wurde durch die Forschungsvereinigung Antriebstechnik (FVA) gefördert.

Statt aufwendige Dämmung ...

In den letzten Jahren hat die Vermeidung von Lärm immer größere Bedeutung gewonnen. So verlangen häufig Maschinen- und Anlagenkäufer vor der Auftragserteilung bereits verbindliche Zusagen über die Höhe des Maschinengeräusches. Überschreitet der Geräuschpegel z.B. bei Windkraftanlagen und vielen anderen Maschinen die erlaubten Werte, sind häufig aufwendige Kapselungen zur Dämmung erforderlich. Solche Kapselungen wiederum behindern die Wärmeabfuhr, es steigt die Getriebetemperatur und zusätzliche Kühlanlagen werden benötigt. Die Folge: mehr Kosten!

.... einfache Näherungsrechnungen

Um derartige Probleme schon bei der Konstruktion zu umgehen, hat der Bochumer Wissenschaftler Dr.-Ing. Wittor ein kompliziertes Programmpaket auf einfache Näherungsgleichungen reduziert. Auf der Basis vorangegangener sehr umfassender theoretischer Arbeiten zur Bestimmung des Geräuschverhaltens von Planetengetrieben, konnte er einfache Näherungsgleichungen entwickeln, die es einem Kon-strukteuer schon in der Entwurfsphase erlauben, das spätere Geräuschver-halten abzuschätzen. Ausgangspunkt war die Grundgleichung der Schallentstehungskette. Demnach setzt sich der Schall aus Kraftpegelspektrum, Körperschallmaßspektrum und Abschallmaßspektrum zusammen. Das Programmpaket erlaubt, den Geräuschpegel von Planetengetrieben in Abhängigkeit von allen wesentlichen Parametern zu ermitteln: z. B. Achsabstand, Zahnbreite, Drehzahl, Übersetzung, Modul, Zahl der Planetenräder, Zähnezahl, Schrägungswinkel, Qualität der Verzahnung, Lagerexzentri-zitä-ten, Gehäusewandstärken ...

Auf vier Berechnungsgrößen reduziert

Aus diesem sehr komplizierten Programmsystem hat Dr. Wittor dann einfache Näherungsgleichungen entwickelt, die sich aus nur vier Größen zusammensetzen: Schalleistungspegel eines sogenannten Basisplanetengetriebes und drei weitere Korrekturterme, die Abweichungen vom Standard berücksichtigen. Damit kann jeder Berechnungsingenieur mit hoher Genauigkeit, auf einfachem praxisorientiertem Wege, die Lärmemission seiner Konstruktion abschätzen.

Weitere Informationen

Dr.-Ing. Ralf Georg Wittor, Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Maschi-nenenbau, 44780 Bochum, Tel. 0234/700-6479, -4061, Fax. 0234/7094-160.

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