Achsversetztes Getriebe mit feinster Verzahnungsqualität

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Mit dieser Vorgehensweise soll sichergestellt werden, dass der Kunde in relativ kurzer Zeit über funktionsfähige Prototypen verfügt und diese in seiner Applikation testen kann. Vom freigegebenen Prototypen bis zum verfügbaren Serienprodukt ist es dann nur noch ein kurzer Weg, wie das Projekt Hypoid-Kegelradsatz HRH zeigt.

Hypoid-Kegelradsatz ersetzt Motor mit zwei Stirnradstufen

Mit dem Hypoid-Kegelradsatz sollte eine bisher aufwendige Lösung, bestehend aus einem Motor mit zwei Stirnradstufen, ersetzt werden. Deren Teilevielfalt brachte eine entsprechend lange Toleranzkette mit sich. Damit waren Einschränkungen hinsichtlich der realisierbaren Präzision und Dynamik verbunden.

Von der Getriebelösung forderte der Kunde nicht nur höchste Positionier- und Wiederholgenauigkeit bei sehr hoher Dynamik, sowie eine Reduzierung des Laufgeräusches und geringeres Gewicht. Das Getriebe sollte auch wirtschaftlich sein, um die Komponentenkosten beim Kunden zu senken.

In Gesprächen vor Ort sowie mithilfe eines detaillierten Engineering-Fragebogens wurden die Anforderungen und die Schwerpunkte der Auslegung definiert und die Entwicklung und Auslegung des Prototypen in enger Abstimmung mit dem Kunden gestartet. Die Eigenschaften beziehungsweise deren Veränderung während der verschiedenen Herstellungsprozesse wurde mithilfe zahlreicher Mess-, Prüf- und Korrekturzyklen erfasst und optimiert. Weitere Verbesserungspotenziale ergaben sich aus Prüfstandsuntersuchungen beim Kunden.

Mehrfache Überdeckung ist das Besondere an der Auslegung

Am Ende der Prototypenphase stand der High-End-Hypoid-Kegelradsatz HRH, bestehend aus einem Kegelrad mit 72 Zähnen und einem Ritzel mit drei Zähnen in Verzahnungsqualität 1. Das Besondere ist die mehrfache Überdeckung: Mehrere Zähne greifen gleichzeitig und ein Zahn greift an mehreren Stellen. Dies, die gezielte Gestaltung der Makro- und Mikrogeometrie der Komponenten sowie die Oberflächengestaltung und Flankenmodifikation für ein optimiertes Lauf- und Beanspruchungsverhalten gewährleisten maximale Funktionssicherheit, optimale Laufruhe und höchste Lebensdauer.

Der Hypoid-Kegelradsatz überzeugt in der Maschine, für die er entwickelt wurde, in vielerlei Hinsicht: Durch eine höhere Dynamik und Genauigkeit konnte die Präzision der Bahnführung des Bearbeitungskopfes erheblich gesteigert werden. Die Bauform des Kegelrades erlaubte es den Konstrukteuren, Medien wie Kabel und Hydraulikschläuche durch die große Mittenöffnung hindurchzuführen.

Mit der neuen Getriebelösung reduziert sich im Vergleich zu vorher die Zahl der zu montierenden Komponenten und damit das Gewicht um etwa 60%. Um etwa die Hälfte geringer ist das Laufgeräusch des Hypoid-Kegelradsatzes. Schließlich profitiert der Kunde von den um 30% niedrigeren Komponentenkosten. Alle diese Vorteile haben dazu geführt, dass bereits Einsatzfelder in anderen Bearbeitungsmaschinen in Erwägung gezogen werden.

* Erik Roßmeißl ist Geschäftsführer der Wittenstein Bastian GmbH in 70736 Fellbach

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