Getrieben auf den Zahn gefühlt – da geht noch was

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Was Getriebe heute können müssen

„Eines der besonders spannenden Themen ist derzeit die Energieeffizienz von industriellen Antrieben“, erklärt Dr. Ralf Dinter von Siemens auf die Frage nach den Anforderungen, die Getriebe heute erfüllen müssen. In diesem Zusammenhang können viele Getriebe von vornherein punkten. „Unsere Planetengetriebe erreichen in der Regel einen Wirkungsgrad von 96 bis 98,5 %, abhängig von der Stufenzahl“, erklärt Dinter. Große Effizienzsteigerungen seien hier nicht drin, sie könnten dann nur über einen ganzheitlichen Ansatz erreicht werden, so Dinter: „Signifikant steigern lässt sich die Energieeffizienz über die Optimierung des gesamten Antriebssystems sowie der Applikation.“

Der Systemgedanke, der dahinter steckt, ist heute allgemein anerkannt. Aber: Eine Systemlösung ist auch nur so stark wie ihre schwächste Komponente. Auch SEW nimmt die Diskussion über die Energieeffizienz deutlich wahr. SEW-Entwicklungsleiter Hermes: „Der Systemwirkungsgrad ist schlussendlich das, was zählt. Doch man muss auch die Komponente Getriebe als wichtigen Teil der Systemlösung im Griff haben“. Vor allem im kleinen Drehmomentenbereich, bei dem insbesondere Winkelgetriebe aufgrund ihrer Bauraumvorteile stetige Wachstumzahlen zeigen, müsse man sich schon einiges einfallen lassen, damit Forderungen von Drehmoment, Wirkungsgrad und Preis in einem guten Verhältnis stehen.

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Branchentypische Getriebe sind hier Schnecken- und Kegelradgetriebe, meist ein- bis zweistufig. SEW führt diese ebenfalls im Portfolio, hat jedoch bereits Mitte der 90er-Jahre die Spiroplanverzahnung als erfolgreiche Alternative bis zur Serienreife entwickelt. Hermes, auch Obmann des DIN-Arbeitskreises „Schneckenverzahnung“, schwärmt von dem Konzept. „Im Grunde wie eine kurze Schnecke ohne Gegenlager, also 'Ritzel-tauglich' – wie ein Stirnrad – sowie nahezu verschleißfrei, weil eine Stahl-Stahl-Paarung eingesetzt wird. Vergleichbar mit einem Kegelradgetriebe jedoch mit zylindrischem Ritzel. Eine Stahl-Stahl-Paarung einstufig mit großen Übersetzungen bis 75 als Winkelgetriebe auszuführen – das muss man technologisch schon beherrschen“, zählt er die Eigenschaften auf.

Kostengünstig höchste Wirkungsgrade möglich

An diesen Themen wird bei SEW kontinuierlich weitergeforscht. Mit den Technologieentwicklungen der letzten Jahre im Bereich der Tribologie, der Fertigungstechnik und der Radsatzauslegung mit neuesten Berechnungsverfahren für optimale Zahnflankentopologien, lassen sich Übersetzungen von deutlich kleiner als 8 realisieren. Damit sind kostengünstig höchste Wirkungsgrade bis zu 98 % in einer Winkelstufe möglich. Gepaart mit einer Stirnradstufe lassen sich auch große Übersetzungen realisieren. Jörg Hermes: „Oft werden diese Getriebe im Teillastbereich betrieben, bei denen das Radsatzkonzept besondere Vorteile bietet, da wir ohne jegliche Lagervorspannung auskommen.“

Zuverlässigkeit, gepaart mit einer hohen Performance und einer großen Leistungsdichte sind weitere wichtige Kriterien, die Getriebe, ganz gleich welcher Bauart, heute erfüllen müssen. Moderne und effiziente Fertigungstechnologien und -prozesse sind laut Dr. Ralf Martin Dinter die Voraussetzung, Qualität und Zuverlässigkeit sicherzustellen. Außerdem erwarten Kunden und Anwender eine hohe Flexibilität vom Getriebehersteller. „Flexibilität erreichen Sie über ein Baukastenprinzip und eine Getriebeplattform“, erklärt Thomas Bayer. Wittenstein zum Beispiel baue pro Jahr rund 300.000 Getriebe mit einer durchschnittlichen Losgröße von drei Getrieben, also etwa 100.000 verschiedene Getriebe. „Auf diese Art und Weise ergeben sich Millionen möglicher Varianten“, rechnet Bayer vor.

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