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antriebstechnik 4/2015

antriebstechnik 4/2015

GETRIEBE UND

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN 03 Berechnung des Verzahnungswirkungsgrades nach DIN 3996 [6] 04 Duplex-Schnecke len zu. Im Stillstand erreicht dieser seinen Kleinstwert, den Anlaufwirkungsgrad. Wichtig in diesem Zusammenhang ist - unabhängig von der Getriebebauform – im Teillastbereich nimmt der Wirkungsgrad ab. Leistungsgetriebe sollten immer möglichst gut ausgelastet werden, um im Betrieb bestmögliche Wirkungsgrade zu erzielen. Verbesserte Werkund Schmierstoffe Die Qualitäten der Schneckengetriebeverzahnungen liegen dank moderner Verzahnungsmaschinen und Werkzeuge auf einem sehr hohen Niveau. Die Schnecken werden auf hochpräzisen CNC-Schleifmaschinen geschliffen, deren Schleifscheiben so abgerichtet werden, dass das Schneckenflankenprofil und die Flankenlinie mühelos in Qualität 5 produziert werden können. Die Schneckenräder werden auf modernen CNC-Wälzfräsmaschinen zumeist mit Radial-Hochleistungsfräsern verzahnt. Durch einen axialen und radialen Hinterschliff der Freiflächen können diese Werkzeuge trotz Nachschleifens der Spanflächen über die gesamte Gebrauchsdauer dasselbe Profil gewährleisten und somit ein konstantes, günstiges Tragebild ermöglichen. Die Schneckenräder können problemlos in Qualität 7 hergestellt werden. Diese Tatsachen trägen sowohl zur weiteren Erhöhung der Laufruhe, als auch zur Steigerung von Wirkungsgrad, Tragfähigkeit und Lebensdauer der Schneckenverzahnungen bei [7]. In den letzten Jahren wurde die Qualität der Werkstoffe für Schneckengetriebe deutlich weiter entwickelt, so dass die Leistungsfähigkeit der Verzahnungen auch dadurch gesteigert werden konnte. Vor allem im Bereich der Bronze für Schneckenräder wurden Fortschritte erzielt, die im Zusammenhang mit Korngrößen und Gefügeausprägungen zu sehen sind. So konnte der bisher problematische Strangguss für kleine Schneckenräder deutlich verbessert werden. Aber auch im Bereich Schleuderguss für große Schneckenräder sind deutliche Fortschritte erkennbar [8]. Bei den Schmierstoffen konnten die Hersteller in den vergangenen Jahren leistungsfähige, gut abgestimmte Produkte auf Polyglykolbasis entwickeln, die zu erheblichen Verbesserungen im Wirkungsgrad, wie auch in der Verschleißtragfähigkeit geführt haben. Diese Entwicklungen haben dafür gesorgt, dass Schneckengetriebe sich heutzutage in vielen Belangen mit vergleichbaren Stirnrad- und Kegelradverzahnungen messen können und ihnen zusätzlich in punkto Überlastbarkeit und Stoßempfindlichkeit meistens überlegen sind. Der früher regelmäßig auftretende Verschleiß an Schneckenrädern ist unter normalen Betriebsbedingungen bei modernen Getrieben vernachlässigbar gering [9]. Vorteile der Schneckengetriebe Zu den besonders hervorzuhebenden Vorteilen der Schneckengetriebe zählt der überaus geräuscharme Betrieb bei höheren Drehzahlen. Dieser ist zum einen dem hohen Überdeckungsgrad in der Verzahnung und zum anderen dem stoßfreien Zahn eingriff durch die Schraubbewegung der Schnecke zu verdanken. Schneckengetriebe können auf Wunsch in spielarmer und spieleinstellbarer Ausführung (Duplex-Verzahnung) hergestellt werden. Für die Spieleinstellung werden Verzahnungen mit zwei unterschiedlichen Steigungswinkeln der Schnecke ausgeführt. Durch axiales Verschieben kommen Zähne unterschiedlicher 05 Erweiterung des Katalogprogramms von Achsabstand 40 bis 400 mm 82 antriebstechnik 4/2015

Anwendungen von Schneckenradsätzen und Schneckengetrieben Typischerweise kommen für den Einsatz von Schneckenradsätzen und Schneckengetrieben folgende Kriterien besonders zum Tragen: n die Applikation erfordert ein Winkelgetriebe n eingeschränkte Platzverhältnisse liegen vor n sehr hohe Übersetzungen bei besonders kompakter Bauweise sind gefragt n hohe Überlastbarkeit und Stoßunempfindlichkeit sind notwendig n besonders geringe Geräuschemission ist für die Anwendung erforderlich n Schwingungsdämpfende Eigenschaften sind wichtig n nachträglich einfache Spieleinstellbarkeit ist notwendig (Duplex-Radsatz) n Selbsthemmung oder Selbstbremsung des Getriebes ist gewünscht n eine kostengünstige Antriebslösung wird gesucht Dicke in Eingriff, ohne dass das Tragen der Verzahnung beeinträchtigt wird. Durch Wahl eines geringen Mittensteigungswinkels der Schnecke, wird es möglich, selbsthemmende oder sogar selbstbremsende Getriebe zu bauen. Mit diesen Getrieben kann unter Umständen bei nicht sicherheitsrelevanten Anwendungen auf eine Bremse verzichtet werden, oder sie kann kleiner und preisgünstiger ausfallen [10] [11]. Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten Auf dem Gebiet der Schneckengetriebe ist die Forschungsarbeit der letzten Jahre an den Hochschulen hervorzuheben. Hier sind unter anderem die FZG der TU München und das LMGK (heute IFA) der Ruhr Universität Bochum, sowie das IKAT der TU Chemnitz und das MEGT der TU Kaiserslautern zu nennen. Ein Großteil der dort durchgeführten Arbeiten wird von der Gemeinschaftsforschung der FVA getragen, in der die ZAE bereits seit Jahren Mitglied ist. Schwerpunkte dieser Forschung sind Grundlagen zur Tragfähigkeit in punkto Verschleiß, Grübchen und Zahnfuß. Des weiteren stehen Wirkungsgrad und Schmierung sowie grundlegende Untersuchungen zur Bronzeoptimierung im Fokus der Forschungsarbeiten. Bei der ZAE fließen diese Forschungsergebnisse unmittelbar in die Entwicklung der Getriebebaureihen ein und diese Egebnisse bilden zudem größtenteils auch die Basis für die Normung. Wie bereits erwähnt, wird in der Industrie weiter intensiv an der Optimierung der Schneckengetriebe gearbeitet. Viele der Arbeiten haben die Wirkungsgradverbesserung und Tragfähigkeitssteigerungen zum Schwerpunkt und basieren auf die Grundlagen der Hochschulforschung auf [12]. ZAE unterhält zu diesem Zweck umfangreiche eigene Berechnungs- und Prüfmöglichkeiten. Das Schneckengetriebeprogramm Bei ZAE hat die Produktion von Schneckenradsätzen und Schneckengetrieben eine lange Tradition, die fast 100 Jahre zurückreicht. Das Unternehmen investiert weiterhin in die Entwicklung und Fertigung in diesem Bereich. Dies spiegelt sich beispielsweise auch in der Erweiterung des Standardprogramms wider. Motivation hierfür ist die feste Überzeugung, dass Schneckengetriebe auch in der Zukunft in vielen Bereichen eine prädestinierte Antriebslösung darstellen werden. Neben dem umfangreichen Katalogprogramm setzt ZAE auf einen Markt für kundenspezifische Sonderlösungen, sowohl im Bereich der Radsätze, als auch bei kompletten Antriebslösungen. Das Unternehmen bietet seinen Kunden verschiedene Optionen an, aus denen stets gemeinsam die passende Lösung ausgewählt wird. Aus diesem Grund gehören auch Kegel-Stirnradgetriebe zum Katalogprogramm. Dieses Motion Control Drives einfach präzise. Überlegene Antriebslösungen mit höchster Präzision, hohem Wirkungsgrad, schnellen Lieferzeiten. Ihr Wettbewerbsvorteil: Antriebstechnik von Sumitomo Drive Technologies. Halle 25, Stand D12 Telefon +49 8136 66-0 marktind@sce-cyclo.com www.sumitomodrive.com

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