Der in der Industrie weit verbreitete Einsatz von Stirnrad- bzw. Schrägverzahnungsgetrieben (helicale Getriebe) wird auch bei Anwendungen mit hohen Geschwindigkeiten bevorzugt. Aufgrund ihrer Bauweise arbeiten sie im Vergleich zu geradverzahnten Getrieben deutlich leiser. Zusätzlich weisen sie hohe Drehmomente und hohe Wirkungsgrade auf.
Diese Getriebe, bei denen alle Zahnräder als Schrägverzahnung gefertigt sind, erhöhen die Effizienz, reduzieren den Verschleiß und verbessern die Lastverteilung. Diese Produkte mit mehreren Eigenschaften werden häufig in der Schwerindustrie, in Fördersystemen und in Industriemaschinen eingesetzt.
Im Vergleich zu anderen Getrieben haben sich die Einsatzbereiche der leisen, drehmomentstarken und für niedrige Drehzahlen geeigneten Schrägverzahnungsgetriebe erweitert. Die Eigenschaften dieser Getriebe werden vor allem anhand von Stufen, Funktionsweise, Material und Tragfähigkeit untersucht.
Eigenschaften von Schrägverzahnungsgetrieben?
Auch die Vorteile von Schrägverzahnungsgetrieben sind sehr vielfältig. Sie bieten ein breites Anwendungsspektrum und zeichnen sich durch einen gleichmäßigen Zahnkontakt aus. Geringe Verluste, hoher Wirkungsgrad, die Herstellung aus hochwertigen Materialien sowie geeignete Lösungen für verschiedene Einsatzbereiche gehören ebenfalls zu den Eigenschaften von Schrägverzahnungsgetrieben. Auch das Zahnprofil und sein Einfluss auf die Leistung sind ein wichtiges Thema. Die Zahnform steht direkt im Zusammenhang mit dem korrekten Betrieb und der Sicherheit des Getriebes.
Die Schrägverzahnung bedeutet, dass die Zähne schräg angeordnet sind. Zwischen den Zahnrädern entsteht eine größere Kontaktfläche, wodurch hohe Drehmomente besser übertragen werden können. Dadurch kann das Getriebe größere Lasten tragen. Ein optimaler Zahnkontakt bedeutet weniger Vibrationen und minimale Geräuschentwicklung. Besonders in industriellen Anwendungen, in denen ein leiser Betrieb erforderlich ist, werden Schrägverzahnungsgetriebe bevorzugt.
🟨 Material: Bei der Herstellung von Schrägverzahnungsgetrieben wird meist Gusseisen verwendet. Heute gibt es auch Varianten aus Aluminium.
🟨 Stufen: Diese Getriebe beginnen meist mit 2 Stufen und können bis zu 6 Stufen gefertigt werden. Die Anzahl der Stufen variiert je nach Bedarf.
🟨 Funktionsprinzip: Beide Zahnräder sind schräg verzahnt. Beim Kontakt entsteht eine Art gleitende Verbindung, und die Reibungskraft wird zur Drehbewegung genutzt. Das erste Schrägzahnrad ist auf der rotierenden Welle montiert und startet durch die Eingangskraft die Drehbewegung. Das zweite Schrägzahnrad greift in das erste ein und übernimmt die Eingangskraft. Diese wird anschließend in eine niedrige Drehzahl mit hohem Drehmoment umgewandelt.
🟨 Kapazität: Die Zahnräder dieser Getriebe haben gleiche Abmessungen. Durch die größere Zahnlänge und Kontaktfläche verfügen sie jedoch über eine hohe Tragfähigkeit und sind dadurch langlebig und robust.
Das Schrägverzahnungsgetriebe, das die zwischen den Zahnrädern wirkenden Kräfte gleichmäßig verteilt, ist langlebig. Da die Kräfte gleichmäßig verteilt werden, steigt auch die Gesamtbeständigkeit. Dieser Vorteil, der gleichzeitig geringe Kosten mit sich bringt, bietet zudem eine langfristige Nutzung. Daher werden diese Geräte in industriellen Anwendungen häufig eingesetzt, benötigen wenig Wartung und arbeiten mit hoher Effizienz.
Was bedeutet Schrägzahnrad?
Ein Schrägzahnrad ist ein Zahnradsystem, das meist eine zylindrische Form besitzt und dessen Zähne schräg angeordnet sind. Es arbeitet deutlich leiser als Stirnräder und verursacht aufgrund der schrägen Zahnform weniger Vibrationen. Es wird häufig in der Schwerindustrie und im Automobilsektor eingesetzt und kann als hochbelastbares Zahnrad bezeichnet werden.
Die Zahnstruktur des Schrägzahnrads ist nicht parallel zur Wellenachse ausgerichtet. Dadurch kommt es zu einem stufenweisen Eingriff der Zähne. Dies ermöglicht eine leise Kraftübertragung und sorgt für einen weicheren Kontakt. Im Vergleich zu Stirnrädern verfügt es über eine höhere Tragfähigkeit, da die schräge Zahnform die Last besser verteilt.
Schrägzahnräder werden insbesondere in Fahrzeuggetrieben, aber auch in der Lebensmittelindustrie, in Kraftwerken und im Bergbau eingesetzt und bieten eine effiziente Leistung bei hohen Geschwindigkeiten. Sie benötigen wenig Wartung und haben eine lange Lebensdauer. Obwohl Herstellung und Montage komplex sind, nimmt ihr Einsatzgebiet stetig zu.
Wie viele Arten von Getrieben gibt es?
Getriebe werden nach Zahntyp in 7 Klassen unterteilt. Diese sind:
🟨 Harmonisches Getriebe: Diese zeichnen sich durch hohe Drehmomentübertragung und Präzision aus und werden in Automatisierungs- und Robotersystemen eingesetzt.
🟨 Planetengetriebe: Diese ebenfalls drehmomentstarken Getriebe werden bevorzugt in Anwendungen mit kompakter Bauweise eingesetzt. Die Last wird verteilt und hohe Leistung erzielt.
🟨 Kegel-Stirnrad-Getriebe: Hier sind die Vorteile von Schräg- und Kegelverzahnungen kombiniert. Sie arbeiten mit hoher Effizienz und hohem Drehmoment.
🟨 Kegelradgetriebe: Überträgt die Drehbewegung von einer Achse auf eine andere und wird für Winkelbewegungen eingesetzt.
🟨 Schneckengetriebe: Die Drehbewegung beträgt hier 90 Grad. Wird bei Anwendungen mit niedriger Geschwindigkeit und hohem Drehmoment eingesetzt.
🟨 Stirnradgetriebe: Ein weit verbreiteter Getriebetyp. Die Drehbewegung wird direkt auf Stirnräder übertragen.
Wofür wird ein Getriebe verwendet?
Die Einsatzbereiche eines Getriebes sind wie folgt:
🟨 Einen reibungslosen Betrieb zwischen rotierenden Systemen gewährleisten
🟨 Ein hohes Übersetzungsverhältnis in kompakter Bauform bieten
🟨 Unterschiedliche Drehrichtungen ermöglichen
🟨 Kraftübertragung zwischen Wellen in unterschiedlichen Positionen ermöglichen
🟨 Die hohe Drehzahl von Elektromotoren auf niedrige Drehzahlen reduzieren
Auch die Anwendungsbereiche von Getrieben variieren. Die Einsatzgebiete der Schrägverzahnungsgetriebe sind unten aufgeführt:
🟨 Landwirtschaft und Tierhaltung: In landwirtschaftlichen Maschinen und Geräten zur Kraftübertragung eingesetzt.
🟨 Getränke- und Lebensmittelindustrie: In verschiedenen Produktionsanlagen zur Prozesssteuerung verwendet.
🟨 Textilindustrie: In Strick- und Webmaschinen zur Steuerung von Bewegung und Geschwindigkeit eingesetzt.
🟨 Baumaschinen: In großen Maschinen wie Betonmischern und Kränen verwendet.
🟨 Pumpsysteme: Sorgen für eine gleichmäßige Flüssigkeitsförderung und werden auch in Abwasser- und Industrieanlagen eingesetzt.
🟨 Zementproduktion: Gewährleisten sichere Transport- und Hebevorgänge in Zementwerken.
🟨 Fördersysteme: Steuern Drehmoment und Geschwindigkeit in Materialtransportsystemen.
Wie ersichtlich, haben diese Getriebe viele verschiedene Einsatzbereiche, und auch ihre Preise hängen von mehreren Faktoren ab:
🟨 Zusatzfunktionen: Thermosensoren, spezielle Schutzklassen und Schmiersysteme können den Preis beeinflussen.
🟨 Hersteller und Marke: Die Marke spielt eine wichtige Rolle bei der Preisgestaltung.
🟨 Haltbarkeit und Qualität: Materialqualität und Produktionsstandard beeinflussen den Preis.
🟨 Drehzahl: Übersetzungsverhältnis und Drehzahlregelung wirken sich auf den Preis aus.
🟨 Leistungskapazität: Direkt proportional zur Motorleistung – höhere Leistung bedeutet höhere Kosten.
