FlexGear - Etablierung von Leichtbaukonzepten für Getriebe von Windenergieanlagen

Abstract

Das Verbundprojekt beschäftigt sich primär mit der Erforschung und Entwicklung von Methoden zur Realisierung von Metall-Leichtbauzahnrädern. Am Beispiel von Windenergieanlagen, wo die dadurch erzielbaren Gewichts- und Materialeinsparungen besonders relevant sind, wurden exemplarisch neuartige Entwurfsverfahren untersucht. Dabei sollten insb. bionische Ansätze zur Gestaltung von Grundstrukturen erforscht werden und diese Strukturen dann mithilfe von hochgradig automatisierten und KI-basierten numerischen Verfahren gezielt optimiert werden, und zwar in Hinblick auf sowohl maximale Festigkeit als auch minimierten Materialeinsatz. Daraus resultierende Zahnrad-Entwürfe wurden mit 3D Metalldruckverfahren gefertigt und nachbearbeitet, um sie dann an Prüfständen systematisch zu evaluieren. Diese Tests verwendeten in Bezug auf die eingesetzte Messtechnik spezielle Dünnschicht DMS Sensorelemente, welche von einem Messsystem angesteuert und ausgewertet wurden, welches auf deren Bedürfnisse angepasst war und als Telemetrie-System in der Lage sein musste, an aktiv rotierenden Zahnradsystemen zu arbeiten, um die DMS-Messungen zur Festigkeitsüberprüfung gezielt an einzelnen Zähnen und Strukturteilen des Zahnrads zu erfassen.