Andreas Beinstingel, M.Sc.

Externer Doktorand

Einfluss sekundärer Maßnahmen auf die Getriebeakustik

Das Geräuschverhalten von Zahnradgetrieben ist ein wesentliches Qualitätsmerkmal. Dabei stellt der Zahneingriff eine signifikante Anregungsquelle dar. Die Weiterleitung in Form von Körperschall bis zur Gehäuseoberfläche bedingt hier die maßgebliche Luftschallemission. Aus diesem Grund sind primäre Maßnahmen, wie beispielsweise eine anregungsarme Verzahnung, wesentliche und verbreitete Voraussetzungen für einen ruhigen Betrieb. Bei erhöhten Anforderungen sind zusätzlich sekundäre Maßnahmen vonnöten, die auf eine akustische Verbesserung des Transferpfades abzielen. Welche Mechanismen in welcher Form und Kombination dabei zum Erfolg führen, ist die motivierende Fragestellung dieser Arbeit.

Zur Beantwortung wird eine Simulationsmethodik entwickelt, die eine zuverlässige und praktikable Berechnung bereits im frühen Entwicklungsstadium erlaubt. Auf diese Weise kann eine systematische Optimierung des Gesamtgeräuschverhaltens, auch für unterschiedliche Getriebebauarten, erfolgen. Hierfür wird zunächst ein virtueller Prototyp erstellt, der in der Lage ist sowohl das lineare als auch das nichtlineare Schwingungsverhalten genau abzubilden. Auf den bedeutenden Einfluss der komplexen Wechselwirkungen der zahlreichen Bauteile untereinander wird dabei besonders Wert gelegt. Das entstandene Rechenmodell dient dann als Grundlage für geräuschmindernde Anpassungen. Im Fokus stehen hier Effekte wie Dämpfung, Dämmung und/oder Tilgung. Konstruktiv umsetzbare Maßnahmen werden aus den Simulationsergebnissen abgeleitet und mit der entwickelten Berechnungsmethodik bewertet. Vielversprechende Lösungen werden anschließend mathematisch abstrahiert, um sie später als Einflussgröße in einfacheren und effizienteren Berechnungsverfahren berücksichtigen zu können.

Projektpartner

  • Technische Universität München
  • Renk AG

Publikationen

2022

  • Beinstingel, A.; Parker, R. G.; Marburg, S.: Experimental measurement and numerical computation of parametric instabilities in a planetary gearbox. Journal of Sound and Vibration 536, 2022, 117160 mehr… BibTeX Volltext ( DOI )
  • Beinstingel, A.; Schabert, S.; Heider, M.; Pinnekamp, B.; Marburg, S.: Simulation des Anregungsverhaltens von Zahnradgetrieben. Fortschritte der Akustik-DAGA: 48. Jahrestagung für Akustik, 21.-24. März, DEGA e.V., 2022 mehr… BibTeX

2021

  • Beinstingel, A.; Heider, M.; Pinnekamp, B.; Marburg, S.: Gear mesh excitation and non-uniform Rational B-Splines. Forschung im Ingenieurwesen/Engineering Research 1509, 2021, 6 pages mehr… BibTeX Volltext ( DOI )
  • Beinstingel, Andreas; Keller, Michael; Heider, Michael; Pinnekamp, Burkhard; Marburg, Steffen: A hybrid analytical-numerical method based on Isogeometric Analysis for determination of time varying gear mesh stiffness. Mechanism and Machine Theory 160, 2021, 104291 mehr… BibTeX Volltext ( DOI )

2020

  • Beinstingel, A.; Pinnekamp, B.; Heider, M.; Stierli, D.; Marburg, S.: A Comparison of an analytical and fea approach in determining thermal lead correction for high speed gears. AGMA Fall Technical Meeting, 2020Rosemont, IL mehr… BibTeX

2019

  • Beinstingel, A.; Pinnekamp, B.; Heider, M.; Marburg, S.: Methoden zur Steifigkeitsmodellierung von Evolventenverzahnungen. Fortschritte der Akustik-DAGA: 45. Jahrestagung für Akustik, 18.-21. März, DEGA e.V., 2019 mehr… BibTeX