Prüfung von Pkw-Getrieben

Prüfstand wird zum Produktionssystem

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Pkw-Getriebe müssen zu 100 Prozent „End of Line“ geprüft werden. Da die Pkw-Getriebetechnik immer vielseitiger wird, stehen die Hersteller von Getriebeprüfständen vor sehr vielseitigen Anforderungen.

Die Teamtechnik Maschinen und Anlagen GmbH aus Freiberg am Neckar ist ein Anbieter von Prüfständen für End-of-Line(EOL)-Tests von Pkw-Getrieben und hat in den letzten 20 Jahren für OEM und Tier1-Lieferanten mehr als 300 Prüfstände gebaut. Ihre Grundaufgabe ist, die Getriebeverzahnungen auf Zug und Schub zu belasten und deren mechanisches und akustisches Verhalten zu ermitteln. Dazu wird ein Beschleunigungssensor auf dem Getriebegehäuse angebracht, der die Körperschallsignale per Software analysiert und den einzelnen Getriebe-Zahnradpaaren und Gangstufen zuordnet.
Die Qualität der Verzahnung und die Schaltbarkeit der Getriebe sind längst nicht mehr die einzigen Prüfparameter. Automatik- oder Doppelkupplungsgetriebe etwa verfügen über zahlreiche Sensoren, Elektronikfunktionen und Schnittstellen, die der Getriebeprüfstand ebenso adaptieren und testen muss. Aktuell werden, etwa bei aufwändigen Doppelkupplungsgetrieben, bis zu 1000 Getriebeparameter geprüft, etwa 80 Prozent betreffen die Software und den Datenverkehr, nur noch zu 20 Prozent mechanische und akustische Parameter.
Teilweise muss der Prüfstand Restbussimulationen in Echtzeit durchführen. Ebenso wird immer öfter die Getriebe-Steuerungssoftware erst im Prüfstand endgültig kalibriert und in das Steuergerät aufgespielt. Ralph Heckmann, Vice President Automotive Sales bei Teamtechnik: „Moderne EOL-Getriebeprüfstände haben sich von einem gefühlten Kostenfaktor am Bandende zu einem integralen Bestandteil der Prozess- und Wertschöpfungskette gewandelt.“ Um die Getriebeprüfung mit der vorherigen Montage zu synchronisieren, werden in der Regel mehrere Prüfstände parallel eingesetzt. Im Optimalfall verlaufen die Hochlaufkurve der Produktion und die Effizienzsteigerungen an den Prüfständen ebenfalls parallel. Teamtechnik hat die Software zur Programmierung der Prüfabläufe so variabel gestaltet, dass die Kunden ihre Prozesse ohne große Vorkenntnisse eigenständig anpassen können. Ziel ist, dass mit zunehmender Erfahrung nur noch kritische Prüfparameter und -sequenzen getestet und so die Testzeiten ohne Qualitätsverlust deutlich verkürzt werden.
Auf alles gefasst sein
Hybrid- und Elektroantriebe wiederum stellen ganz neue Anforderungen. Beispielsweise wird in die Prüfstände für Elektroantriebe statt eines E-Motors als Ersatz für den Verbrennungsmotor jetzt die Serien-E-Maschine der Elektrofahrzeuge eingebaut. Da diese aber je nach Fahrzeug individuell konfiguriert ist, muss der Prüfstand beispielsweise die Hochvolt-Energieversorgung, die Parameter der Rekuperation und das gesamte Energiemanagement für jede Anwendung originalgetreu darstellen.
Zusätzlich steht oft die Versorgung der E-Traktionsmaschinen mit Kühlwasser oder das Befüllen von Achsgetrieben mit Öl im Lastenheft. Diese Schnittstellen für die Strom-, Wasser- und Ölversorgung müssen erstens so gestaltet sein, dass beim Anschließen oder Deinstallieren der Prüflinge keine Betriebsmittel ausfließen. Zweitens haben sich noch keine standardisierten Konstruktionsprinzipien für die E-Antriebe herauskristallisiert und die OEM legen die Position von bestimmten Anschlussstellen erst sehr spät fest. „Wir lösen diesen Zielkonflikt mit einer angepassten Automatisierung der Prüfstände, die bewusst eine hohe Flexibilität schafft und manuelle Arbeitsinhalte für neuralgische Aufgaben vorsieht“, erläutert Ralph Heckmann.
Flexibilität bei Hard- und Software
Generell konzipiert Teamtechnik die Getriebeprüfstände modular mit standardisierten und erprobten Modulen. Auf diese Weise kann man nach eigenen Angaben fast alle Pkw-Getriebearten und -größen integrieren. „Alleinstellungsmerkmale unserer Prüfstände sind eine hervorragende Reproduzierbarkeit und schnelle Abfolge der Tests sowie sehr geringe Eigenschwingungen der Prüfstandstechnik“, gibt sich Heckmann selbstbewusst.
Als weiteres Alleinstellungsmerkmal bezeichnet er die Prüfstands-Software, die bei den OEM als Benchmark gelte. Die Funktionen für Diagnose, Kommunikation, Prüfabläufe und Analyse entwickle man mit etwa 35 Mitarbeitern weitgehend selbst. Diese Aufgabe werde immer wichtiger und habe in ihrem Arbeitsumfang das Engineering der Prüfstands-Hardware schon überholt.
Hartmut Hammer, Journalist in Leutenbach
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