Verbessertes Betriebsverfahren für Getriebe

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für ein Getrie be, mit dem ein wahrscheinlichkeitsbehafteter Ausfallzeit punkt für eine Getriebekomponente vorherzusagen ist. Die Er findung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, mit dem das beanspruchte Betriebsverfahren umsetzbar ist. Gleicherma ßen betrifft die Erfindung eine Steuereinheit für ein Getrie be, die mit einem entsprechenden Computerprogrammprodukt aus gerüstet ist. Die Erfindung betrifft ebenso ein Überwachungs system, das über eine derartige Steuereinheit verfügt. Ferner betrifft die Erfindung ein Getriebe, das mit einem solchen Überwachungssystem koppelbar ist und eine Getriebeapplikati on, die mit einem korrespondierenden Getriebe ausgestattet ist .

Aus US 2012/0029838 Al ist ein Getriebe einer Windkraftanlage bekannt, das mit einer Mehrzahl an Beschleunigungssensoren und Drehzahlsensoren ausgestattet ist. Über diese werden Messdaten erzeugt, die einen Vibrationszustand und eine Dreh zahl von zumindest einer Welle abbilden. Die Beschleunigungs sensoren und Drehzahlsensoren sind mit einer Steuereinheit verbunden, die über ein Computerprogramm ausgewertet werden. Basierend hierauf wird vom Computerprogramm ein vorliegender Schädigungszustand des Getriebes ermittelt.

Die Druckschrift US 7,606,673 B2 offenbart ein Verfahren zur Analyse von Vibrationen eines Lagers. Dabei wird ein Degrada tionsfaktor ermittelt und mit einer durchschnittlichen Versa gensdauer, auch mean-time-to-failure, kurz MTTF, genannt, kombiniert. Hieraus wird eine reduzierte durchschnittliche Versagensdauer, auch reduced-mean-time-to-failure, kurz RMTTF genannt, ermittelt. Der Degradationsfaktor wiederum wird an hand von Diskriminanten aus einer Frequenzanalyse ermittelt. Weiter wird basierend auf der RMTTF eine Ausfallwahrschein lichkeit für das Lager ermittelt. Darüber hinaus werden im Verfahren aus US 7,606,673 B2 die drohenden finanziellen Fol gen eines Ausfalls des Lagers und die aktuellen Reparaturkos ten ermittelt und einem Benutzer angezeigt.

Aus dem Dokument DE 10 2007 017 614 Al ist ein Betriebsver fahren für Getriebe bekannt, bei dem für rotierende Bauteile des Getriebes eine Schadensakkumulation ermittelt wird. Fer ner wird ein Lastkollektiv ermittelt. Ein zu analysierendes Bauteil wird in eine Mehrzahl an Abschnitten eingeteilt und entsprechend werden individuelle Lastkollektive ermittelt.

Beim Betrieb von Getriebeapplikationen, insbesondere von Windkraftanlagen oder Industrieanwendungen, besteht der Wunsch nach einer immer präziseren Prognose von bevorstehen den Ausfällen von Getriebekomponenten und einer zugehörigen Folgenabschätzung. Ein Nachteil der bekannten Verfahren zur Prognose eines Komponentenausfalls besteht darin, dass deren Vorhersagegenauigkeit hinter den stetig wachsenden Anforde rungen zurückbleibt. Es besteht Bedarf an einer Möglichkeit bei einem Getriebe eine verlässlichere Prognose über bevor stehendes Versagen einer Getriebekomponente zu prognostizie ren, die in einfacher Weise und kosteneffizient implementier bar ist.

Die Aufgabenstellung wird durch das erfindungsgemäße Be triebsverfahren gelöst. Das Betriebsverfahren dient dem Be trieb eines Getriebes, das eine Mehrzahl an Getriebekomponen ten umfasst. Unter einer Getriebekomponente sind dabei bei spielsweise Stirnräder, Kegelräder, Planetenräder, Planeten träger, Hohlräder, Sonnenräder, ihre zugehörigen Wellen oder Achsen, Dichtungen, Gleit- und Wälzlager, Drehmomentstützen, Schrauben, Welle-Nabe-Verbindungen, Passfederverbindungen, Kurzverzahnungen, oder Gehäusekomponenten zu verstehen. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem ersten Schritt ein Betriebszustand des Getriebes herbeigeführt. Ein Betriebszu stand ist dabei ein Zustand des Getriebes, in dem mittels Sensordaten insbesondere ein mechanischer Zustand des Getrie bes beschreibbar ist. Dies kann ein stationärer Betriebszu- stand sein, aber auch ein transienter Vorgang, wie beispiels weise eine Beschleunigungsphase. Während des Betriebszustands erfolgt ein Erfassen einer mechanischen Beanspruchung einer ersten Getriebekomponente. Die mechanische Beanspruchung kor respondiert dabei mit dem vorliegenden Betriebszustand. Eine derartige mechanische Beanspruchung einer ersten Getriebekom ponente kann beispielsweise eine Torsionsbeanspruchung einer Sonnenwelle, eine auf ein Gleitlager einwirkende Radialkraft oder eine Drehzahl eines Planetenrads sein. Die mechanische Beanspruchung ist, wie im Falle einer Drehzahl eines Plane tenrads, unmittelbar ermittelbar oder mittelbar über ein phy sikalisches Modell aus unmittelbar erfassten Messdaten ab leitbar. Dies kann beispielsweise eine Torsionsbeanspruchung einer Sonnenwelle sein, die über eine per Dehnmessstreifen an deren Oberfläche vorliegende Dehnung ermittelt wird. In einem zweiten Schritt wird anhand der ermittelten mechanischen Be anspruchung ein Schädigungsbeitrag für einen ersten Schädi gungsmechanismus ermittelt. Eine an- und abschwellende mecha nische Spannung an der ersten Getriebekomponente kann bei spielsweise als lebensdauerverbrauchende Beanspruchung, also als Schädigungsbeitrag, im Rahmen einer sogenannten Low- Cycle-Fatigue, kurz LCF oder einer sogenannten High-Cycle- Fatigue erfasst und ausgewertet werden. Alternativ oder er gänzend kann der erste Schädigungsmechanismus auch Ver schleiß, Zahnbruch oder Pitting an einer Verzahnung ausgebil det sein. Erfindungsgemäß wird der Schädigungsbeitrag für zu mindest den ersten Schädigungsmechanismus ermittelt. Der ers te Schädigungsmechanismus, also der Typ des Schädigungsvor gangs, ist dabei einstellbar, wobei das Einstellen über einen Algorithmus, eine Tabelle, oder eine Benutzereingabe erfolgen kann .

In einem dritten Schritt erfolgt ein Hinzufügen des Schädi gungsbeitrags zu einer Schadenssumme in einem ersten Scha densakkumulationsmodell des ersten Schädigungsmechanismus. Derartige Schadensakkumulationsmodelle existieren für eine Vielzahl an Schädigungsmechanismen, wie beispielsweise die lineare Schadensakkumulation nach Palmgren und Miner. Das Hinzufügen ist als Addieren im Sinne des entsprechenden Scha densakkumulationsmodells aufzufassen, so dass im dritten Schritt durch die Schadenssumme der Fortschritt des ersten Schädigungsmechanismus ermittelt wird. Ausgehend von der vor liegenden Schadenssumme erfolgt ein vierter Schritt. Im vier ten Schritt erfolgt ein Ermitteln einer Modell-Restlebens- dauer der ersten Getriebekomponente anhand des ersten Scha densakkumulationsmodells. Die Modell-Restlebensdauer stützt sich dabei auf eine vorhandene theoretische Beschreibung des ersten Schädigungsmodells. Es wird dabei eine voraussichtli che Schadenssumme berücksichtigt, bei der die theoretisch ein Versagen der ersten Getriebekomponente erwartet wird. Anhand des theoretischen Modells des ersten Schädigungsmechanismus, mit dem die Modell-Restlebensdauer ermittelt wird, wird auch eine Eintrittswahrscheinlichkeit für das Erreichen der Mo- dell-Restlebensdauer der ersten Getriebekomponente ermittelt. Die Eintrittswahrscheinlichkeit beschreibt beispielsweise, mit welcher Wahrscheinlichkeit die erste Getriebekomponente die prognostizierte Modell-Restlebensdauer erreichen wird.

Erfindungsgemäß wird die Eintrittswahrscheinlichkeit für die Modell-Restlebensdauer anhand von Datensätzen ermittelt, die an Vergleichskomponenten erhoben sind. Die Vergleichskompo nenten sind im Wesentlichen baugleich zur ersten Getriebekom ponente. Zum Erheben der Datensätze wurden oder werden die Vergleichskomponenten Beanspruchungen unterworfen und das Schädigungsverhalten, insbesondere das Versagen der entspre chenden Vergleichskomponente, erfasst. Basierend auf der Mehrzahl an Vergleichskomponenten und den entsprechenden Da tensätzen ist durch statistische Auswertung eine maximale Schadenssumme, also die erträgliche Schädigung bis zum Versa gen, der Vergleichskomponenten und der ersten Getriebekompo nente ermittelbar. Dies wiederum erlaubt eine Aussage über die Wahrscheinlichkeit, welche maximale Schadenssumme für die erste Getriebekomponente real erträglich ist und damit über die Eintrittswahrscheinlichkeit, dass die Modell-Restlebens- dauer durch die erste Getriebekomponente erreichbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es damit, gewonnene Erfah- rung von baugleichen Vergleichskomponenten auf die eingesetz te erste Getriebekomponente zu übertragen. Die ermittelte Mo- dell-Restlebensdauer und/oder die entsprechende Eintritts wahrscheinlichkeit sind dabei für einen Benutzer zur Überwa chung des Betriebs des Getriebes beispielsweise auf einem Bildschirm oder Display anzeigbar. Während des Betriebs von langlebigen Getriebeapplikationen, wie beispielsweise Wind kraftanlagen oder Industrieanwendungen, steigt damit die Ge nauigkeit in der Prognose des Versagens von Getriebekomponen ten. Je länger das beanspruchte Betriebsverfahren läuft, umso präziser werden dessen Prognosen aufgrund der wachsenden Er fahrung an Vergleichskomponenten. Aufgrund der im Allgemeinen zunehmenden Reparaturanfälligkeit von Getriebeapplikationen bei zunehmendem Alter wird durch das erfindungsgemäße Verfah ren die Wartung der Getriebeapplikationen so besser planbar und damit wirtschaftlicher. Hierdurch wird insgesamt die wirtschaftlich sinnvolle Betriebsdauer von Getrieben verlän gert .

Beim beanspruchten Betriebsverfahren kann auch ein fünfter Schritt erfolgen, in dem ein Ausgeben einer Warnung erfolgt, wenn die Modell-Restlebensdauer einen einstellbaren ersten Schwellenwert und/oder die Eintrittswahrscheinlichkeit einen einstellbaren zweiten Schwellenwert unterschreitet. Ein Un terschreiten des ersten Schwellenwerts kann somit vor einem voraussichtlichen kurzfristigen Versagen der Getriebekompo nente warnen. Ein Unterschreiten des zweiten Schwellenwerts zeigt an, dass nunmehr ein Erreichen einer einstellbaren ge wünschten Rest-Lebensdauer hinreichend unwahrscheinlich ist. Durch Kombinationen von ersten und zweitem Schwellenwerten ist durch einen Benutzer ein Warnprofil einstellbar, das ei nen vorteilhaften Betrieb des Getriebes erlaubt, in dem un vorhergesehene Ausfälle vermieden werden. Dadurch ist insge samt ein noch zuverlässigerer und wirtschaftlicherer Betrieb des Getriebes möglich.

Ferner können die Vergleichskomponenten, anhand deren Datens ätzen die Eintrittswahrscheinlichkeit für die Modell-Rest- lebensdauer ermittelt wird, zumindest teilweise außerhalb des Getriebes eingesetzt werden. Die Vergleichskomponenten sind damit in Fremdgetrieben eingesetzt, die zu einer anderen Ge triebeapplikation gehören können. Unter einem Fremdgetriebe ist dabei jegliches Getriebe zu verstehen, das nicht das hier beschriebene Getriebe selbst ist. Die Getriebeapplikation, in der das mit dem beanspruchten Verfahren betriebene Getriebe eingesetzt wird, kann eine andere Getriebeapplikation sein. Beispielsweise können für Wälzlager, Wellen oder Gehäusekom ponenten Datensätze von entsprechenden Getriebekomponenten eingesetzt werden, die in Fahrzeuggetrieben eingesetzt wer den. Durch die hohen Stückzahlen in der Fahrzeugtechnik ist in einfacher Weise eine Vielzahl an Datensätzen bereitstell bar, die eine verlässliche Beurteilung des entsprechenden Schädigungsmechanismus erlauben. Alternativ oder ergänzend können Datensätze von Vergleichskomponenten durch Messungen in einem Prüffeld gewonnen werden, in dem eine korrespondie rende Referenzmaschine betrieben wird. Die Datensätze der Vergleichskomponenten werden für das beanspruchte Verfahren beispielsweise über eine Datenverbindung in einem Speicher zum Abruf zur Verfügung gestellt. Das Betriebsverfahren ist somit in der Lage, eine erhöhte Anzahl an Vergleichskomponen ten, aufgrund derer die Ermittlung der Eintrittswahrschein lichkeit für die Modell-Restlebensdauer erfolgt, zu nutzen.

Je mehr Vergleichskomponenten zur Verfügung stehen, umso schneller wächst eine Beurteilungsbasis für die Eintritts wahrscheinlichkeit, was wiederum eine präzisere Ermittlung der Eintrittswahrscheinlichkeit erlaubt. Insbesondere sind so selten eintretende Schadensereignisse in die Ermittlung der Eintrittswahrscheinlichkeit einbeziehbar, was auch die Genau igkeit bei der Ermittlung der Eintrittwahrscheinlichkeit steigert .

Beim beanspruchten Betriebsverfahren kann auch im zweiten Schritt anhand der mechanischen Beanspruchung der ersten Ge triebekomponente in Kombination mit einer Übertragungsfunkti on eine mechanische Beanspruchung einer zweiten Getriebekom ponente ermittelt werden. Die Übertragungsfunktion ist dabei derart ausgebildet, dass zwischen der ersten und zweiten Ge triebekomponente ein physikalischer Zusammenhang festgelegt wird. Beispielsweise kann aufgrund einer Radialbeanspruchung eines Wälzlagers an einer Planetenradachse eine statische Durchbiegung der Planetenradachse ermittelt werden. Ebenso kann eine Übertragungsfunktion aus einem Finite-Elemente- Modell zumindest einer Gehäusekomponente gewonnen werden. Ferner kann durch Freischneiden einer mit einem Torsionsmo ment beanspruchten Welle eine Lagerreaktion ermittelt werden. Ein derartiger physikalischer Zusammenhang ist dabei vorzugs weise in einem Digitalen Zwilling, auch digital twin genannt, von zumindest einer Baugruppe des Getriebes oder des gesamten Getriebes abbildbar. Basierend auf der mechanischen Beanspru chung der zweiten Getriebekomponente werden zumindest der dritte und vierte Schritt durchgeführt und somit für die zweite Getriebekomponente eine Modell-Restlebensdauer und ei ne zugehörige Eintrittswahrscheinlichkeit ermittelt. Korres pondierend erfolgen entsprechende Ermittlungen auf Basis von Datensätzen von Vergleichskomponenten, die im Wesentlichen baugleich mit der zweiten Getriebekomponente sind. Das bean spruchte Verfahren ist somit dazu geeignet, vorhandene Mess daten zu nutzen und weitergehend auszuwerten. Ein Ausrüsten weiterer Getriebekomponenten mit Sensoren ist somit entbehr lich. Dadurch wird der Funktionsumfang des beanspruchten Be triebsverfahrens in einfacher und kosteneffizienter Weise ge steigert .

Darüber hinaus kann beim beanspruchten Betriebsverfahren in zweiten Schritt basierend auf der mechanischen Beanspruchung der ersten Getriebekomponente ein Schädigungsbeitrag für ei nen zweiten Schädigungsmechanismus ermittelt werden. Anhand des Schädigungsbeitrags werden auch der dritte und vierte Schritt durchgeführt, also eine Schadenssumme, eine Modell- Restlebensdauer und eine korrespondierende Eintrittswahr scheinlichkeit für einen zweiten Schädigungsmechanismus er mittelt, der auf die erste Getriebekomponente einwirkt. Durch eine Überwachung und Auswertung mehrerer Schädigungsmechanis men ist eine flexiblere Prognose eines Versagens der ersten Getriebekomponente möglich. Beispielsweise können bei

Schwellbeanspruchungen der ersten Getriebekomponente mit un terschiedlicher Frequenz High-Cycle-Fatigue und Low-Cycle- Fatigue gleichzeitig überwacht werden. Des Weiteren können als Schädigungsmechanismus Verschleiß, Zahnfußbruch, oder Pitting an einer Verzahnung überwacht werden. Die so gewonne ne Vielseitigkeit des beanspruchten Betriebsverfahrens stei gert weiter dessen Vorhersagegenauigkeit. Ferner kann in ei nem weiteren Schritt erfasst werden, auf welchen Schädigungs mechanismus die erste und/oder zweite Getriebekomponente ver sagt. Dadurch ist überprüfbar, ob der erste und/oder zweite Schädigungsmechanismus für die entsprechende Getriebekompo nente zutreffend gewählt ist. Entsprechende Daten sind als Datensatz bereitstellbar, so dass die vorhandene Erfahrungs basis für die korrespondierende Getriebekomponente selbsttä tig ausbaubar ist. Hierdurch wird die Genauigkeit einer Schä digungsvorhersage weiter gesteigert.

In einer weiteren Ausführungsform des beanspruchten Betriebs verfahrens erfolgt das Ermitteln der Eintrittswahrscheinlich keit für die Modell-Restlebensdauer mittels einer Vertei lungsfunktion von zulässigen Schadenssummen der Vergleichs komponenten. Unter den zulässigen Schadenssummen sind die ag gregierten Schädigungsbeiträge zu verstehen, bei denen ein Versagen der entsprechenden Vergleichskomponente eingetreten ist. Mittels der Verteilungsfunktion ist ermittelbar, welche zulässige Schadenssumme, also maximale Schadenssumme, für die erste Getriebekomponente mit welcher Wahrscheinlichkeit zu erwarten ist. Dies umfasst beispielsweise für eine Ver gleichskomponente eine Wöhler-Linie, die für die jeweilige Vergleichskomponente individuell ist und sich auf einen be stimmten Schädigungsmechanismus bezieht. Die Datensätze der Vergleichskomponenten, die zur Ermittlung der Eintrittswahr scheinlichkeit der Modell-Restlebensdauer eingesetzt wird, können die jeweiligen Wöhler-Linien und/oder zulässigen Scha denssummen, also maximale Schadenssummen, umfassen. Ferner können die Datensätze auch eine Information über den Typ des entsprechenden Schädigungsmechanismus aufweisen, insbesondere eine Information über einen dominanten Schädigungsmechanis mus. Unter einem dominanten Schädigungsmechanismus ist dabei der Schädigungsmechanismus zu verstehen, der voraussichtlich zum Ausfall der Getriebekomponente führen wird, und somit für die Getriebekomponente dimensionierend ist. Zusätzlich kann die Angabe eines dominanten Schädigungsmechanismus spezifisch für unterschiedliche Applikationen im Datensatz gespeichert sein. Dadurch ist ein Erwartungshorizont für den Ausfall der Getriebekomponente genauer beschreibbar.

Des Weiteren kann im beanspruchten Betriebsverfahren die vor liegende Schadenssumme während des Ablaufs des Verfahrens veränderbar ausgebildet sein. Die Schadenssumme ist somit während des Betriebs korrigierbar, um beispielsweise Schaden sereignisse zu berücksichtigen, die nicht durch Messdaten an der ersten oder einer der weiteren Getriebekomponenten abge bildet sind. Ebenso können lebensdauerverlängernde Maßnahmen durch eine entsprechende Veränderung berücksichtigt werden. Dies kann beispielsweise eine Erneuerung von Getriebeöl oder ein Austausch einer Getriebekomponente sein. Die Veränderung der Schadenssumme kann beispielsweise durch einen Algorithmus erfolgen, durch den Wartungsvorgänge erfassbar sind. Alterna tiv oder ergänzend kann die Schadenssumme auch durch eine Be nutzereingabe veränderbar sein. Infolgedessen ist das bean spruchte Betriebsverfahren dazu geeignet, den vorliegenden Betrieb des Getriebes umfassender abzubilden und so seine Prognosegenauigkeit zu steigern.

Im beanspruchten Betriebsverfahren kann in einem weiteren Schritt basierend auf der Modell-Restlebensdauer der ersten Getriebekomponente und/oder deren Eintrittswahrscheinlichkeit für die erste Getriebekomponente und/oder das Getriebe ein zu erwartender Reparaturaufwand ermittelt werden. Der Reparatur aufwand ist beispielsweise durch Aufruf einer Erfahrungsda tenbank ermittelbar, in der Daten über Arbeitszeitbedarf, Hilfsmittelbedarf, Beschaffungsdauer eines Ersatzteils, und/oder Ersatzteilkosten für den Austausch der ersten Ge triebekomponente gespeichert sind. Alternativ oder ergänzend werden zu erwartende Ausfallfolgeaufwände ermittelt, die bei Ausfall der ersten Getriebekomponente zu erwarten sind. Dies umfasst insbesondere Stillstandszeiten des Getriebes und/oder der zugehörigen Getriebeapplikation. Dies erlaubt einem Be nutzer, einen Wartungsvorgang für das Getriebe bzw. die Ge triebekomponente zielgerichtet zu planen.

In einer weiteren Ausführungsform des beanspruchten Betriebs verfahrens kann für die erste Getriebekomponente eine Bevor ratungsanweisung ausgegeben werden, wenn die Modell-Rest lebensdauer den einstellbaren ersten Schwellenwert unter schreitet und/oder die Eintrittswahrscheinlichkeit einen ein stellbaren zweiten Schwellenwert unterschreitet. Die Bevorra tungsanweisung kann als Nachricht oder Befehl an eine Materi alwirtschaftssoftware ausgebildet sein, so dass durch die Be vorratungsanweisung eine Beschaffung eines Ersatzteils für die erste Getriebekomponente eingeleitet wird. Alternativ o- der ergänzend können neben dem ersten und/oder zweiten

Schwellenwert auch weitere Daten berücksichtigt werden, wie beispielsweise eine Beschaffungsdauer oder verfügbare Kapazi tät von Wartungspersonal. Insbesondere ist das Unterschreiten des ersten und/oder zweiten Schwellenwerts mit der Bevorra tungsanweisung verknüpfbar. Dies erlaubt eine genauere Über wachung des Betriebs des entsprechenden Getriebes inklusive seiner entsprechenden Getriebekomponenten.

Ferner kann das beanspruchte Betriebsverfahren die Modell- Restlebensdauer und/oder deren Eintrittswahrscheinlichkeit anhand eines einstellbaren Lastniveaus für den Weiterbetrieb erfolgen. Das Lastniveau charakterisiert dabei die zu erwar tenden mechanischen Beanspruchungen der ersten Getriebekompo nente. Das einstellbare Lastniveau kann als Extrapolation ei nes im bisherigen Betrieb vorliegenden Lastniveaus ausgebil det sein. Alternativ kann das einstellbare Lastniveau auch einer geplanten Betriebsweise des Getriebes entsprechen. Wei ter alternativ kann das einstellbare Lastniveau als ab schnittsweise Kombination eines bisher vorliegenden Lastni veaus und eines Lastniveaus ausgebildet sein, das mit der ge- planten Betriebsweise korrespondiert. Das Einstellen des Lastniveaus für den Weiterbetrieb ist mittels eines Algorith mus, einer Tabelle und/oder durch eine Benutzereingabe durch führbar. Ein Algorithmus zur Einstellung des Lastniveaus für einen Weiterbetrieb kann in einer Industrieanwendung bei spielsweise mit einer Arbeitsplanungssoftware gekoppelt sein. Bei einer Windkraftanlage kann ein solcher Algorithmus bei spielsweise als Prognose anhand einer Wetterdatenbank ausge bildet sein.

Darüber hinaus können im beanspruchten Betriebsverfahren zu mindest eine mechanische Beanspruchung, zumindest ein Schädi gungsbeitrag, zumindest eine Schadenssumme, zumindest eine Typeninformation über einen ersten Schädigungsmechanismus, zumindest eine Modell-Restlebensdauer und/oder deren Ein- trittswahrscheinlichkeit in einem Datensatz gespeichert wer den. Der Datensatz ist beispielsweise auf einem Speicher hin- terlegbar, der außerhalb des Getriebes oder der Getriebe applikation angeordnet ist. Der so hinterlegte Datensatz ist weiter durch einen Benutzer veränderbar. Ferner kann der so hinterlegte Datensatz als Vergleichsdatensatz für weitere im Wesentlichen baugleiche Getriebekomponenten bereitstellbar . Die mit dem beanspruchten Betriebsverfahren überwachte erste Getriebekomponente dient damit für andere Getriebekomponenten als Vergleichskomponente. Durch das Zusammenwirken einer Vielzahl an baugleichen Getriebekomponenten ist somit eine Erfahrungsdatenbank erzeugbar, die für eine Vielzahl an An wendungsfällen eine präzise Prognose über die entsprechenden Getriebekomponenten erlaubt. Ferner ist eine Vielzahl an ent sprechend bereitgestellten Datensätzen von baugleichen Ge triebekomponenten eine sogenannte Big-Data-Analyse durchführ bar, durch die systematisch auftretende Schädigungen ermit telbar sind. Dies können beispielsweise frühzeitige Ausfälle eines bestimmten Lagers sein. Eine solche Big-Data-Analyse erlaubt es insbesondere, bestehende Konstruktionen zu verbes sern und somit eine existierende Modellpalette von Getrieben zielgerichtet zu pflegen. Ferner können Datensätze von Ver gleichskomponenten als Eingabe für einen Maschinen-Lern- Algorithmus dienen und durch den Maschinen-Lern-Algorithmus Muster bei einer Schädigung zu erkennen, die beispielsweise zu einer vorzeitigen Schädigung führen. Dadurch wird aus den Datensätzen, die durch das beanspruchte Verfahren erzeugt werden, ein weitergehender Nutzen gezogen werden.

Die zugrundeliegende Aufgabenstellung wird auch durch das er findungsgemäße Computerprogrammprodukt gelöst. Das Computer programmprodukt ist in nicht-flüchtiger Form auf einem Daten träger, wie beispielsweise einer Festplatte, einem USB- Speicher oder einem optischen Datenträger speicherbar und mit einer entsprechenden Recheneinheit ausführbar. Das erfin dungsgemäße Computerprogrammprodukt ist dazu ausgebildet, ein Betriebsverfahren nach zumindest einer der oben skizzierten Ausführungsformen für den Betrieb eines Getriebes umzusetzen. Dazu umfasst das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt zu mindest ein erstes Teilprogramm. Das zumindest eine erste Teilprogramm ist dazu ausgebildet, das beanspruchte Betriebs verfahren entweder vollständig oder teilweise umzusetzen. Bei einer teilweisen Umsetzung des Betriebsverfahrens ist das erste Teilprogramm zumindest vorübergehend kommunikativ mit einem zweiten Teilprogramm verbunden. Unter einer kommunika tiven Verbindung der Teilprogramme ist dabei eine Kopplung unter einseitigem oder gegenseitigem Datenaustausch zu ver stehen, beispielsweise eine Internetverbindung. Dadurch sind unterschiedliche Funktionen des zugrundeliegenden Verfahrens mit dem ersten oder zweiten Teilprogramm verwirklichbar. Bei spielsweise kann eine Einstellung eines Schwellenwerts oder einer Schadenssumme über das zweite Teilprogramm erfolgen während der Abgleich mit diesen Schwellenwerten oder Scha denssummen in ersten Teilprogramm durchgeführt wird. Die er findungsgemäße Lösung ist damit modularisierbar und deshalb in einfacher Form herstellbar.

Gleichermaßen wird die zugrundeliegende Aufgabenstellung auch durch die erfindungsgemäße Steuereinheit für ein Getriebe ge löst. Die Steuereinheit verfügt über einen Speicher und eine Recheneinheit, die zur Ausführung eines Computerprogrammpro- dukts ausgebildet sind. Ferner ist die Steuereinheit unmit telbar oder mittelbar mit einer Mehrzahl an Sensoren verbind bar, durch die die erste Getriebekomponente überwachbar ist. Ebenso ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, zugehörige Messdaten von den Sensoren zu empfangen und auszuwerten. Die Steuereinheit ist erfindungsgemäß mit einem Computerprogramm produkt gemäß einer der oben dargestellten Ausführungsformen ausgestattet, und somit dazu geeignet, das erfindungsgemäße Betriebsverfahren zu implementieren.

Ferner kann die beanspruchte Steuereinheit für ein Getriebe als interne Steuereinheit oder als übergeordnete Steuerein heit ausgebildet sein. Eine interne Steuereinheit ist am Ge triebe oder an dessen zugehöriger Getriebeapplikation ange bracht. Dies kann eine Montage in oder an einem Gehäuse des Getriebes sein, oder an einem Maschinenrahmen, an dem das Ge triebe befestigt ist. Eine übergeordnete Steuereinheit wiede rum kann separat vom zugehörigen Getriebe an einem anderen Ort installiert sein. Beispielsweise kann die übergeordnete Steuereinheit als Speicherprogrammierbare Steuerung, auch Programmable Logic Controller, kurz PLC, als Leitrechner, als Webserver oder als Computer-Cloud ausgebildet sein. Ebenso können auch zumindest eine interne und eine übergeordnete Steuereinheit vorgesehen sein um das erfindungsgemäße Be triebsverfahren umzusetzen. Dabei sind die interne und die übergeordnete Steuereinheit zumindest zu einer vorübergehen den kommunikativen Verbindung miteinander ausgebildet.

Ebenso wird die zugrundeliegende Aufgabenstellung durch das erfindungsgemäße Überwachungssystem gelöst, das dazu ausge bildet ist, zumindest eine erste Getriebekomponente zu über wachen. Das Überwachungssystem umfasst eine Mehrzahl an Sen soren, die jeweils zu einem Erfassen von Messdaten ausgebil det sind. Die mittels der Sensoren ermittelbaren Messdaten korrespondieren dabei mit zumindest einer mechanischen Bean spruchung, der die erste Getriebekomponente im Betrieb des Getriebes unterworfen ist. Dies können beispielsweise eine Drehzahl und eine Radialbeanspruchung eines Wälzlagers sein. Das Überwachungssystem umfasst auch zumindest eine Steuerein heit, die mit der Mehrzahl an Sensoren verbunden ist und dazu ausgebildet ist, deren Messdaten zu empfangen und auszuwer ten. Die zumindest eine Steuereinheit ist als interne Steuer einheit oder als übergeordnete Steuereinheit im Sinne einer der oben skizzierten Ausführungsformen ausgebildet. Alterna tiv kann das Überwachungssystem auch eine interne und eine übergeordnete Steuereinheit aufweisen, die zumindest vorüber gehend kommunikativ miteinander verbunden sind. Optional kann das Überwachungssystem auch mit einem Musterspeicher versehen sein, in dem eine Mehrzahl an Referenzzuständen abgespeichert ist, die zur weiteren Auswertung eines vorliegenden Betriebs zustands einsetzbar sind.

Ferner wird die Aufgabenstellung durch das erfindungsgemäße Getriebe gelöst. Das Getriebe umfasst eine Mehrzahl an Ge triebekomponenten und ist als Planetengetriebe, Stirnradge triebe oder Kegelradgetriebe ausgebildet. Das Getriebe um fasst zumindest eine erste Getriebekomponente und ist mit zu mindest einem Sensor gekoppelt, wobei der Sensor einem Über wachungssystem zugeordnet ist. Das Überwachungssystem ist ge mäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebil det. Das erfindungsgemäße Getriebe ist somit mittels des oben beschriebenen Betriebsverfahrens überwachbar und eine bevor stehende Schädigung der ersten Getriebekomponente ist somit zuverlässig vorhersagbar.

Die zugrundeliegende Aufgabenstellung wird gleichermaßen durch die erfindungsgemäße Getriebeapplikation gelöst, die eine Antriebseinheit und eine Abtriebseinheit umfasst. Zwi schen der Antriebseinheit und der Abtriebseinheit ist drehmo mentübertragend ein Getriebe angeordnet, das von der An triebseinheit zur Abtriebseinheit zu einer Drehzahländerung ausgebildet ist. Die Antriebseinheit kann dabei beispielswei se an Windrotor, als Elektromotor, als Verbrennungsmotor oder als Hydraulikmotor ausgebildet sein. Die Abtriebseinheit kann als Generator oder als mechanische Anwendung, wie beispiels weise eine Rohrmühle, eine Zementmühle, eine Vertikalmühle, als Extruder, als Förderband, als Pumpe, als Kompressor, als Hubanlage, oder als Schrott- oder Müllpresse ausgebildet sein. Weiter alternativ kann die Abtriebseinheit auch als Welle eines Fahrzeugantriebs ausgebildet sein. Dementspre chend ist die Getriebeapplikation als Windkraftanlage, als Industrieanwendung, als Landfahrzeug, als Wasserfahrzeug oder als Luftfahrzeug ausgebildet sein. Eine Industrieanwendung kann dabei als Mühle, Vertikalmühle, Zuckermühle, Zementmüh le, Gesteinsbrecher, Förderband, Pumpe, Rollenpresse, Plat tenband, Rohrmühle, Drehrohrofen, Drehwerk, Rührwerk, Hubvor richtung Müllpresse oder Schrottpresse ausgebildet sein Er findungsgemäß ist das Getriebe gemäß einer der oben skizzier ten Ausführungsformen ausgebildet. Durch den Einsatz des er findungsgemäßen Betriebsverfahrens wird ein zuverlässigerer Betrieb des Getriebes erzielt, so dass die Ausfallsicherheit bei den Getriebeapplikationen erhöht ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einzelner Ausführungs formen beschrieben. Die Merkmale der einzelnen Ausführungs formen sind dabei untereinander kombinierbar. Die Figuren sind insoweit in gegenseitiger Ergänzung zu lesen, dass glei che Bezugszeichen in den Figuren auch die gleichen techni schen Bedeutungen haben. Es zeigen im Einzelnen:

FIG 1 einen schematischen Aufbau einer ersten Ausfüh

rungsform des beanspruchten Getriebes;

FIG 2 einen schematischen Ablauf einer ersten Ausfüh

rungsform des beanspruchten Verfahrens;

FIG 3 ein Diagramm zu einem Schritt des beanspruchten

Verfahrens ;

FIG 4 einen schematischen Ablauf einer zweiten Ausfüh

rungsform des beanspruchten Verfahrens;

FIG 5 einen schematischen Ablauf einer dritten Ausfüh

rungsform des beanspruchten Verfahrens; FIG 6 einen schematischen Aufbau eines beanspruchten

Überwachungssystems ;

FIG 7 einen schematischen Aufbau einer beanspruchten Ge triebeapplikation .

FIG 1 zeigt schematisch einen Aufbau einer ersten Ausfüh rungsform eines beanspruchten Getriebes 10, das über Sensoren 22 und eine als interne Steuereinheit 42 ausgebildete Steuer einheit 40 verfügt, mit denen das beanspruchte Verfahren 100 umgesetzt wird. Das Getriebe 10 umfasst ein Gehäuse 11, in oder an dem eine Mehrzahl an Getriebekomponenten 12 aufgenom men ist. Die Getriebekomponenten 12 sind als Zahnräder 14, als Wellen 16 und als Lager 18 ausgebildet. Das Getriebe 10 ist ohne Beschränkung der Allgemeinheit der Erfindung in FIG 1 als Stirnradgetriebe ausgebildet. Die Zahnräder 14 sind auf den Wellen 16 angebracht, die wiederum in Lagern 18 drehbar aufgenommen sind. Die Lager 18 sind am Gehäuse 11 befestigt. Jedes der Getriebekomponenten 12, also jedes Zahnrad 14, jede Welle 16 und jedes Lager 18, sind mit einem Sensor 22 verse hen, der dazu geeignet ist, während eines Betriebs des Ge triebes 10 eine mechanische Beanspruchung 25 der entsprechen den Getriebekomponente 12 mittelbar oder unmittelbar zu er fassen. Dazu sind die Sensoren 22 als Dehnungsmessstreifen, kurz DMS, als Kraftaufnehmer, als Temperatursensor, Dreh zahlsensor, Oberflächenwellensensor, kurz OFW-Sensor, als Ka mera, oder eine Kombination dieser ausgebildet. Unter einem unmittelbaren Erfassen einer mechanischen Beanspruchung 25 ist beispielsweise ein Erfassen einer Dehnung an einer Ober fläche einer Welle 16 mit einem DMS oder einem OFW-Sensor zu verstehen. Unter einem mittelbaren Erfassen einer mechani schen Beanspruchung 25 ist beispielsweise eine Temperaturer fassung eines Lagers 18 zu verstehen, wobei aus der erfassten Temperatur ein thermischer Dehnungszustand des Lagers mittels eines entsprechenden Modells ermittelbar ist. Die Sensoren 22 sind dazu ausgebildet, dementsprechend Messdaten 27 zu erzeu gen, die an eine Steuereinheit 40 übermittelt werden. Bei ei nem mittelbaren Erfassen der mechanischen Beanspruchung 25 einer Getriebekomponente 12 ist die mechanische Beanspruchung 25 von zumindest einer der Steuereinheiten 40 aus den empfan genen Messdaten 27 ermittelbar.

Die interne Steuereinheit 42 ist mit einer weiteren Steuer einheit 40 verbunden, die als übergeordnete Steuereinheit 44 ausgebildet ist. Die Steuereinheiten 40 sind über eine Daten verbindung 45 kommunikativ miteinander gekoppelt. Auf beiden Steuereinheiten 40 ist ein Computerprogrammprodukt 80 in nicht-flüchtiger Form ausführbar gespeichert, das im Betrieb des Getriebes 10 auch ausgeführt wird. Die Computerprogramm produkte 80 sind zur Verarbeitung der empfangenen Messdaten 27 geeignet und dazu ausgebildet, mittels der Messdaten 27 am Getriebe 10 das erfindungsgemäße Verfahren 100 umzusetzen. Durch die Datenverbindung 45 sind zwischen der internen Steu ereinheit 42 und der übergeordneten Steuereinheit 44 auch Pa rameter 73 austauschbar, durch die der Ablauf des Verfahrens 100 beeinflusst wird. Die Parameter 73, die in der internen Steuereinheit 42 für den Ablauf des Verfahrens 100 eingesetzt werden, sind dadurch in puncto Typ und Wert durch die überge ordnete Steuereinheit 44 als Vorgabe 77 einstellbar. Ebenso sind Vorgaben 77 zum Verfahren 100 zwischen der übergeordne ten Steuereinheit 44 und der internen Steuereinheit 42 aus tauschbar, die durch einen Algorithmus 79 vorgeben werden.

Ein solcher Algorithmus 79 ist dabei auf der internen Steuer einheit 42 und der übergeordneten Steuereinheit 44 ausführ bar. Ebenso sind die Vorgaben 77 durch eine Benutzereingabe 78 erzeugbar, die an der übergeordneten Steuereinheit 44 er folgt. Die übergeordnete Steuereinheit 44 ist auch mit einer Datenbank 60 über eine Datenverbindung 45 kommunikativ gekop pelt. In der Datenbank 60 sind Datensätze 64 von Vergleichs komponenten 62 gespeichert, die als Parameter 73 auch an die interne Steuereinheit 42 weiterleitbar sind. Die Datensätze 64 der Vergleichskomponenten 62 werden zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 als Vergleichswerte einge setzt. Dabei handelt es sich um Vergleichskomponenten 62, die im Wesentlichen baugleich mit der entsprechenden Getriebekom ponente 12 ist, die durch das Verfahren 100 zu überwachen ist. Ferner ist die übergeordnete Steuereinheit 44 mit einem Materialwirtschaftssystem 68 über eine Datenverbindung 45 kommunikativ verbunden. Die übergeordnete Steuereinheit 44 ist dazu ausgebildet, eine Bevorratungsanweisung 66 an das Materialwirtschaftssystem 68 auszugeben um so beispielsweise bei einem bevorstehenden Ausfall einer Getriebekomponente 12 ein entsprechendes Ersatzteil zu reservieren oder beschaffen zu lassen. Gleichermaßen ist die übergeordnete Steuereinheit 44 dazu geeignet eine Warnung 65 an einen Benutzer auszuge ben, wenn durch das Verfahren 100 ermittelt wird, dass ein Ausfall einer Getriebekomponente 12 bevorsteht.

In FIG 1 ist das Getriebe 10 in einem Betriebszustand 20 dar gestellt, in dem ein erster Verfahrensschritt 110 durchge führt wird. Es wird Antriebsleistung 21 zugeführt, die unter Berücksichtigung mechanischer Verluste als Abtriebsleistung 23 vom Getriebe 10 wieder abgegeben wird. Durch die Antriebs leistung 21 stellen sich in den Getriebekomponenten 12 die mechanischen Beanspruchungen 25 ein, die durch die Sensoren 22 erfasst werden. Unter dem Betriebszustand 20, von dem das Verfahren 100 im ersten Verfahrensschritt 110 ausgeht, ist ein Betriebszustand zu verstehen, in denen durch die Sensoren 22 im Sinne des Verfahrens 100 nutzbare Messdaten 27 erzeugt werden. Der Betriebszustand 20 kann dabei ein stationärer Be triebszustand sein oder ein transienter Vorgang, beispiels weise eine Beschleunigung.

In FIG 2 ist schematisch ein weiterer Ablauf einer Ausfüh rungsform des beanspruchten Verfahrens 100 dargestellt, das an einer Getriebekomponente 12 wie in FIG 1 ausgeführt wird. Die Getriebekomponente 12 ist dabei eine Welle 18, die mit einem Sensor 22 gekoppelt ist. Die Getriebekomponente 12, al so die Welle 18, ist während eines in einem ersten Verfah rensschritt 110 vorliegenden Betriebszustands 20, einer Tor sionslast 26 unterworfen. Durch die Torsionslast 26 wird eine mechanische Beanspruchung 25 der Welle 18 hervorgerufen, die in Form von Messdaten 27 erfasst wird und an eine Verarbei tungseinheit 49 der Steuereinheit 40 gesendet wird. Mittels der Verarbeitungseinheit 49, die einzeln oder modular der in ternen und/oder übergeordneten Steuereinheit 42, 44 zugeord net sein kann, erfolgt in einem zweiten Verfahrensschritt 120 ein Ermitteln eines Schädigungsbeitrags 35. Der Schädigungs beitrag 35 entspricht dabei einer Schädigung der überwachten Getriebekomponente 12, also der Welle 18, die durch die er fasste mechanische Beanspruchung 25 hervorgerufen wird. Das Ermitteln des Schädigungsbeitrags 35 erfolgt im Rahmen eines jeweiligen Schadensakkumulationsmodells 30, das für die Ge triebekomponente 12 einstellbar ist.

Das Schadensakkumulationsmodell 30 für die entsprechende Ge triebekomponente 12 ist in FIG 2 durch das linke Diagramm dargestellt. Es umfasst eine horizontale Lastspielwechselach- se 31 und eine vertikale Intensitätsachse 32 für einwirkende Lastspiele. Zum Schadensakkumulationsmodell 30 gehören auch Modell-Grenzlinien 33, die jeweils einem ersten oder zweiten Schädigungsmechanismus 38, 39 zugeordnet sind. Durch die Mo dell-Grenzlinien 33 wird jeweils vorgegeben, bei welcher Schadenssumme 43 das Schadensakkumulationsmodell 30 beim ent sprechenden Schädigungsmechanismus 38, 39 von einem Versagen der Getriebekomponente 12 ausgeht. Dies können beispielsweise LCF und HCF, Verschleiß, Zahnfußbruch oder Pitting an einer Verzahnung sein. Der im zweiten Verfahrensschritt 120 ermit telte Schädigungsbeitrag 35, der im Betriebszustand 20 ein- tritt, wird in einem dritten Verfahrensschritt 130 im vorhan denen Schadensakkumulationsmodell 30 in einer Schadensgruppe 34 zu einer bereits vorliegenden Schadenssumme 43 addiert.

Die Schadenssumme 43 ist, wie in FIG 1 gezeigt, eine Aggrega tion aus Schädigungen in einzelnen Schadensgruppen 34 unter schiedlicher Intensität. Des Weiteren wird in einem vierten Verfahrensschritt 140 für eine einstellbares Lastniveau 29 ermittelt, welche Modell-Restlebensdauer 36 der Getriebekom ponente 12 verbleibt. Diese Ermittlung der Modell-Restlebens- dauer 36 ist in FIG 2 auch durch die Pfeile 48 veranschau licht, deren Länge von einem mit dem Lastniveau 29 korrespon dierenden Block der entsprechenden Schadensgruppe 34 zur Mo dell-Grenzlinie 33 des ersten oder zweiten Schädigungsmecha- nismus 38, 39. Hieraus ergeben sich jeweils beim ersten und zweiten Schädigungsmechanismus 38, 39 aus den entsprechenden Modell-Restlebensdauern 36 korrespondierende Modell-Gesamt lebensdauern 41 der Getriebekomponente 12.

Basierend auf den Modell-Restlebensdauern 36 für den ersten und zweiten Schädigungsmechanismus 38, 39, und damit den Mo dell-Gesamtlebensdauern 41 der Getriebekomponente 12 erfolgt eine Ermittlung der Eintrittswahrscheinlichkeiten 57 dafür, dass die Getriebekomponente 12 die entsprechende Modell- Gesamtlebensdauer 41 auch real erreicht. Dies ist in FIG 2 im rechten Verteilungsdiagramm 50 dargestellt, das eine horizon tale Lebensdauer-Achse 53 und eine vertikale Häufigkeitsachse 52 umfasst. Das Diagramm weist auch eine Kurve einer Vertei lungsfunktion 51 auf, die wiedergibt, mit welcher Häufigkeit bei mit der Getriebekomponente 12 baugleichen Vergleichskom ponenten 62 im Betrieb eine bestimmte Schadenssumme 43 er reicht wird. Im Verteilungsdiagramm 50 wird im vierten Ver fahrensschritt 140 durch eine vertikale Linie 47 vorgegeben, welche Modell-Gesamtlebensdauer 41 bei einem ersten oder zweiten Schädigungsmechanismus 38, 39 und einer zuvor ermit telten Modell-Restlebensdauer 36 von der Getriebekomponente 12 gefordert sind. Dadurch ergeben sich für die Schädigungs mechanismen 38, 39 jeweils im Verteilungsdiagramm 50 ein Überlebensbereich 55 und ein Versagensbereich 54. Die jewei lige Fläche unter der Verteilungsfunktion 51 im entsprechen den Überlebensbereich 55 korrespondiert mit einer Eintritts wahrscheinlichkeit 57, mit der die Getriebekomponente 12 eine geforderte Modell-Restlebensdauer 36 für den jeweiligen Schä digungsmechanismus 38, 39 übertrifft. Folglich ist feststell bar, mit welcher Wahrscheinlichkeit die Getriebekomponente 12 auch die geforderte Modell-Restlebensdauer 36 erreichen wird. Die Verteilungsfunktion 51 ist durch eine Mehrzahl an Datens ätzen 64 von Vergleichskomponenten 62 vorgegeben, die in ei ner Datenbank 60 gespeichert sind. Die Datensätze 64 werden mittels einer Vielzahl an Vergleichskomponenten 62 dauerhaft aktualisiert, so dass Erfahrungen von Benutzern von bauglei chen Vergleichskomponenten 62 für die Getriebekomponente 12 genutzt werden können. Durch eine derart aktualisierte Ver teilungsfunktion 51 sind unter anderem unvorhergesehen lange Lebensdauern, also unvorhergesehen hohe Schadenssummen 43 bis zu einem Versagen, von Getriebekomponenten 12 im Betrieb aus nutzbar. Umgekehrt sind überraschend kurze Lebensdauern, also niedrige Schadenssummen 43 bis zu einem Versagen, berücksich tigbar. Durch ein ständiges Aktualisieren der Verteilungs funktion 51 mittels Vergleichskomponenten 62 wird ein dynami sches Überwachungssystem 90 verwirklicht, das mit zunehmender Betriebsdauer zuverlässiger und präziser in der Vorhersage von Versagen von Getriebekomponenten 12 wird.

FIG 3 zeigt schematisch einen weiteren Aspekt des fünften Verfahrensschritts 150 des beanspruchten Verfahrens 100. Ins besondere wird mit dem in FIG 3 gezeigten Auswertediagramms 70 ein Warn- oder Reaktionsverhalten des Verfahrens 100 dar gestellt. Das Auswertediagramm 70 umfasst eine horizontale Zeitachse 71 und eine vertikale Größenachse 72, an der eine Modell-Restlebensdauer 36 und eine Eintrittswahrscheinlich keit 57 dazu angetragen sind. Beide Größen sind in FIG 4 für den ersten Schädigungsmechanismus 38 dargestellt und beziehen sich auf eine Getriebekomponente 12, die als Zahnrad 14, als Welle 16 oder als Lager 18 ausgebildet sein kann. Die Getrie bekomponente 12 ist entlang der Zeitachse 71 ferner einem vorgebbaren Lastniveau 29 unterworfen. Die Modell-Restlebens- dauer 36 und die Eintrittswahrscheinlichkeit 57 nehmen ent lang der Zeitachse 71 ab. Sowohl für die Modell-Restlebens- dauer 36 ist ein einstellbarer erster Schwellenwert 75 defi niert. Bei einem Unterschreiten des ersten Schwellenwerts 75 durch die Modell-Restlebensdauer 36 wird eine Warnung 65 und/oder eine Bevorratungsanweisung 66 ausgelöst. Damit wird ein Benutzer vor einem bevorstehenden Versagen der Getriebe komponente 12 gewarnt bzw. das Bereitstellen eines Ersatz teils veranlasst. In analoger Weise ist für die Eintritts wahrscheinlichkeit 57 ein einstellbarer zweiter Schwellenwert 76 vorgegeben. Bei einem Unterschreiten des zweiten Schwel lenwerts 76 durch die Eintrittswahrscheinlichkeit 57 wird auch eine Warnung 65 und/oder eine Bevorratungsanweisung 66 für die Getriebekomponente 12 ausgegeben. Der erste und zwei te Schwellenwert 75, 76 gehören zu den Parametern 73, die wie in FIG 1 dargestellt, den Ablauf des Verfahrens 100 beein flussen und sind durch eine Benutzereingabe 78 oder einen Al gorithmus 79 vorgebbar.

In FIG 4 ist schematisch der Ablauf einer zweiten Ausfüh rungsform des beanspruchten Verfahrens 100 dargestellt. Das Verfahren 100 geht von einem ersten Verfahrensschritt 110 aus, in dem das Getriebe 10 mit der Mehrzahl an Getriebekom ponenten 12 bereitgestellt wird, wobei zumindest eine erste Getriebekomponente 12 zu überwachen ist. Das Getriebe 10 be findet sich dabei in einem Betriebszustand 20, in dem eine mechanische Beanspruchung 25 der ersten Getriebekomponente 12 unter Einsatz eines Sensors 22 ermittelt wird. Daran schließt sich ein zweiter Verfahrensschritt 120 an, in dem basierend auf der mechanischen Beanspruchung 25 korrespondierender ein Schädigungsbeitrag 35 im Rahmen eines einstellbaren Scha densakkumulationsmodells 30 und eines einstellbaren ersten Schädigungsmechanismus 38 ermittelt wird. In einem darauffol genden dritten Verfahrensschritt 130 wird der Schädigungsbei trag 35 zu einer Schadenssumme 43 im Schadensakkumulationsmo dell 30 für den ersten Schädigungsmechanismus 38 hinzugefügt. In einem anschließenden vierten Verfahrensschritt 140 erfolgt ein Ermitteln einer Modell-Restlebensdauer 36 für den ersten Schädigungsmechanismus 38 im Rahmen des Schadensakkumulati onsmodells 30. Ebenso wird im vierten Verfahrensschritt 140 eine Eintrittswahrscheinlichkeit 57 für die entsprechende Mo- dell-Restlebensdauer 36. Dabei stützt sich die Ermittlung der Modell-Restlebensdauer 36 und deren Eintrittswahrscheinlich keit 57 auf ein einstellbares Lastniveau 29, das einem erwar teten oder angestrebtem künftigen Betrieb der Getriebekompo nente 12, und damit des Getriebes 10, entspricht. Die Ein- trittswahrscheinlichkeit 57 wird dabei anhand von Datensätzen 64 von Vergleichskomponenten 62 ermittelt, durch die eine Verteilungsfunktion 51 von Lebensdauern gegeben wird. Paral lel zum vierten Verfahrensschritt 140 erfolgt ein sechster Verfahrensschritt 160, in dem ausgehend von der Modell-Rest- lebensdauer 36 und der Eintrittswahrscheinlichkeit 57 eine Aufwandsprogose 67 für einen Wartungsvorgang für die erste Getriebekomponente 12 durchgeführt wird. Ein Resultat der Aufwandsprognose 67 ist einem Benutzer anzeigbar. Auf den vierten Verfahrensschritt 140 folgt eine erste Verzweigung 145, an der die Modell-Restlebensdauer 36 und/oder die Ein- trittswahrscheinlichkeit 57 aus dem vierten Verfahrensschritt 140 mit einstellbaren Parametern 73 verglichen werden. Die einstellbaren Parameter 73 umfassen auch einen ersten und ei nen zweiten Schwellenwert 75, 76 für die Modell-Restlebens- dauer 36 bzw. die Eintrittswahrscheinlichkeit 57. Wenn die Schwellenwerte 75, 76 überschritten werden, wird erkannt, dass kein Betriebszustand vorliegt, der eine Reaktion gebie tet und das Verfahren 100 kehrt über eine Rückführungsschlei fe 170 zum ersten Verfahrensschritt 110 zurück. Bei einem Un terschreiten des ersten und/oder zweiten Schwellenwerts 75,

76 durch die Modell-Restlebensdauer 36 bzw. die Eintritts wahrscheinlichkeit 57 erfolgt ein fünfter Verfahrensschritt 150. Darin wird eine Warnung 65 ausgegeben und/oder eine Be vorratungsanweisung 66 für die erste Getriebekomponente 12 ausgegeben. Anschließend erreicht das Verfahren 100 einen Endzustand 200. Das Verfahren 100 nach FIG 4 läuft vollstän dig oder funktional geteilt in einem oder mehreren Computer programmprodukten 80 ab, die auf einer Steuereinheit 40 nicht-flüchtig und ausführbar gespeichert sind. Die Steuer einheit 40 umfasst dabei eine interne Steuereinheit 42 und/oder eine übergeordnete Steuereinheit 44.

FIG 5 zeigt einen schematischen Ablauf einer dritten Ausfüh rungsform des beanspruchten Verfahrens 100. Das Verfahren 100 geht von einem ersten Verfahrensschritt 110 aus, in dem mit tels eines Sensors 22 eine mechanische Beanspruchung 25 einer ersten Getriebekomponente 12.1 in einem Betriebszustand 20 ermittelt wird. Anhand einer Übertragungsfunktion 83 wird hieraus eine mechanische Beanspruchung 25 einer zweiten Ge triebekomponente 12.2 im gleichen Betriebszustand 20 ermit telt. Die erste und zweite Getriebekomponente 12.1 und 12.2 gehören zum gleichen Getriebe 10. Unter einer Übertragungs- funktion 83 ist ein physikalischer Zusammenhang zwischen der ersten und zweiten Getriebekomponente 12.1, 12.2 zu verste hen, der eine mechanische Beanspruchung 25 der ersten Getrie bekomponente 12.1 im Wesentlichen in Abhängigkeit von der me chanischen Beanspruchung 25 der zweiten Getriebekomponente 12.2 beschreibt. Eine solche Übertragungsfunktion 83 kann als Wertetabelle, als Algorithmus 79, oder als Simulation ausge bildet sein. Ausgehend von der mechanischen Beanspruchung 25 der zweiten Getriebekomponente 12.2 erfolgen der zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Verfahrensschritt 120,

130, 140, 150, 160 analog zu FIG 4.

Dem ersten Verfahrensschritt 110 schließt sich ein zweiter Verfahrensschritt 120 an, in dem basierend auf der mechani schen Beanspruchung 25 korrespondierender ein Schädigungsbei trag 35 im Rahmen eines einstellbaren Schadensakkumulations modells 30 und eines einstellbaren ersten Schädigungsmecha nismus 38 ermittelt wird. In einem darauffolgenden dritten Verfahrensschritt 130 wird der Schädigungsbeitrag 35 zu einer Schadenssumme 43 im Schadensakkumulationsmodell 30 für den ersten Schädigungsmechanismus 38 hinzugefügt. In einem an schließenden vierten Verfahrensschritt 140 erfolgt ein Ermit teln einer Modell-Restlebensdauer 36 für den ersten Schädi gungsmechanismus 38 im Rahmen des Schadensakkumulationsmo dells 30. Ebenso wird im vierten Verfahrensschritt 140 eine Eintrittswahrscheinlichkeit 57 für die entsprechende Modell- Restlebensdauer 36. Dabei stützt sich die Ermittlung der Mo- dell-Restlebensdauer 36 und deren Eintrittswahrscheinlichkeit 57 auf ein einstellbares Lastniveau 29, das einem erwarteten oder angestrebtem künftigen Betrieb der zweiten Getriebekom ponente 12.2, und damit des Getriebes 10, entspricht. Die Eintrittswahrscheinlichkeit 57 wird dabei anhand von Datens ätzen 64 von Vergleichskomponenten 62 ermittelt, durch die eine Verteilungsfunktion 51 von Lebensdauern gegeben wird. Parallel zum vierten Verfahrensschritt 140 erfolgt ein sechs ter Verfahrensschritt 160, in dem ausgehend von der Modell- Restlebensdauer 36 und der Eintrittswahrscheinlichkeit 57 ei ne Aufwandsprogose 67 für einen Wartungsvorgang für die zwei- ten Getriebekomponente 12.2 durchgeführt wird. Ein Resultat der Aufwandsprognose 67 ist einem Benutzer anzeigbar. Auf den vierten Verfahrensschritt 140 folgt eine erste Verzweigung 145, an der die Modell-Restlebensdauer 36 und/oder die Ein- trittswahrscheinlichkeit 57 aus dem vierten Verfahrensschritt 140 mit einstellbaren Parametern 73 verglichen werden. Die einstellbaren Parameter 73 umfassen auch einen ersten und ei nen zweiten Schwellenwert 75, 76 für die Modell-Restlebens- dauer 36 bzw. die Eintrittswahrscheinlichkeit 57. Wenn die Schwellenwerte 75, 76 überschritten werden, wird erkannt, dass kein Betriebszustand vorliegt, der eine Reaktion gebie tet und das Verfahren 100 kehrt über eine Rückführungsschlei fe 170 zum ersten Verfahrensschritt 110 zurück. Bei einem Un terschreiten des ersten und/oder zweiten Schwellenwerts 75,

76 durch die Modell-Restlebensdauer 36 bzw. die Eintritts wahrscheinlichkeit 57 erfolgt ein fünfter Verfahrensschritt 150. Darin wird eine Warnung 65 ausgegeben und/oder eine Be vorratungsanweisung 66 für die zweite Getriebekomponente 12.2 ausgegeben. Anschließend erreicht das Verfahren 100 einen Endzustand 200. Das Verfahren 100 nach FIG 5 läuft vollstän dig oder funktional geteilt in einem oder mehreren Computer programmprodukten 80 ab, die auf einer Steuereinheit 40 nicht-flüchtig und ausführbar gespeichert sind. Die Steuer einheit 40 umfasst dabei eine interne Steuereinheit 42 und/oder eine übergeordnete Steuereinheit 44.

Der Aufbau einer ersten Ausführungsform des beanspruchten Überwachungssystems 90 ist in FIG 6 abgebildet. Das Überwa chungssystem 90 umfasst eine Mehrzahl an Sensoren 22, die da zu ausgebildet sind, mittelbar oder unmittelbar eine mechani sche Beanspruchung 25 einer Getriebekomponente 12 eines Ge triebes 10 zu erfassen. Dazu werden von den Sensoren 22 Mess daten 27 an eine Steuereinheit 40 übertragen, die eine inter ne Steuereinheit 42 umfasst. In einem Speicher der internen Steuereinheit 42 ist in nicht-flüchtiger Form ein Computer programmprodukt 80 in ausführbarer Weise gespeichert. Die in terne Steuereinheit 42 ist dazu ausgebildet, die Messdaten 27 von den Sensoren 22 zu empfangen und mit dem Computerpro- grammprodukt 80 zu verarbeiten. Das Computerprogrammprodukt 80 weist ein erstes Teilprogramm 82 auf, das auf der ersten Steuereinheit 42 nicht-flüchtig ausführbar gespeichert ist. Durch das erste Teilprogramm 82 wird das beanspruchte Verfah ren 100 in zumindest einer Ausführungsform teilweise umge setzt. Das erste Teilprogramm 82 ist über eine Datenverbin dung 45 kommunikativ mit einer übergeordneten Steuereinheit 44 gekoppelt. Ferner ist auf der übergeordneten Steuereinheit 44 ein zweites Teilprogramm 84 nicht-flüchtig und ausführbar gespeichert, das zum gleichen Computerprogrammprodukt 80 ge hört wie das erste Teilprogramm 82. Durch die kommunikative Datenverbindung 45 zwischen der internen und übergeordnet Steuereinheit 42, 44 erfolgt eine Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten Teilprogramm 82, 84. Das zweite Teilpro gramm 84 setzt das beanspruchte Verfahren 100 teilweise um. Durch die kommunikative Datenverbindung 45 verwirklichen das erste und zweite Teilprogramm 82, 84 im Zusammenspiel das be anspruchte Verfahren 100 komplett. Dazu tauschen das erste und zweite Teilprogramm 82, 84 Parameter 73, Werte aus Vorga ben 77 und/oder Werte von Algorithmen 79 aus.

FIG 7 zeigt schematisch den Aufbau einer beanspruchten Ge triebeapplikation 95, die eine Antriebseinheit 96, eine Ab triebseinheit 97 und ein Getriebe 10 umfasst. Das Getriebe 10 ist zwischen der Antriebseinheit 96 und der Abtriebseinheit 97 angebracht. Durch das Getriebe 10 wird eine Antriebsleis tung 21 von der Antriebseinheit 96 in puncto Drehzahl und Drehmoment verändert als Abtriebsleistung 23 an die Abtriebs einheit 97 weitergeleitet. Die Getriebeapplikation 95 kann dabei als Industrie-Anwendung, als Windenergieanlage, als Landfahrzeug, als Wasserfahrzeug oder als Luftfahrzeug ausge bildet sein.