Konstruktiv die Leistungsfähigkeit von Kunststoffverzahnungen steigern

Anbieter zum Thema

Baß Antriebstechnik GmbH

Franke GmbH

Schubert & Salzer Data GmbH

Albert Handtmann Elteka GmbH & Co. KG

SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH

Lastverlust um zwei Drittelim Laborversuch reduziert

In verschiedenen Vorversuchen wurde die Festigkeit von Stirnzahnrädern aus dem Hightech-Kunststoff Lauramid hinsichtlich Zahnfußbruch und Flankentragfähigkeit ermittelt. Die Festigkeitswerte wurden in die Tragfähigkeitsberechnung für konventionelle Verzahnungsauslegungen nach DIN 3990 und VDI 2545 eingeführt. Für die Anwendung als Schneckenräder bestimmte man ebenfalls die Tragfähigkeitsgrenzen des gegossenen hochkristallinen Polyamids 12 von Handtmann Elteka. Bei äquivalenter Tragfähigkeit führte die Low-Loss-Auslegung zu einer Reduzierung des Lastverlusts um fast zwei Drittel (60%) im Vergleich zur konventionellen Verzahnungsauslegung (Bild 3).

Außerdem ermöglichte die Low-Loss-Verzahnung eine Steigerung der Drehzahl auf das Doppelte im Vergleich zur Standardverzahnung, bevor die Kunststoffverzahnungen infolge von Verschmelzungen ausfielen. Die Vorversuche zeigten, dass in Kunststoffzahnrädern für schnell laufende Getriebe ein erhebliches Leistungspotenzial steckt. Beachtet man die Erwärmungsgrenzen, lässt es sich zur Erweiterung des Anwendungsbereichs in Richtung höherer Temperaturgrenzen nutzen.

Praktische Low-Loss-Lösungen durch Anwendungstests

Inzwischen ist das Projekt so weit fortgeschritten, dass Anwendungstests in der Praxis möglich sind. Dadurch sollen die entwickelten Low-Loss-Ansätze verifiziert und verfeinert werden. Außerdem ist die Erarbeitung von Richtlinien und Normen zur Dimensionierung von Low-Loss-Kunststoffzahnrädern geplant. Insgesamt haben der Nördlinger System- und Komponentenhersteller Schwaben Präzision SPN und der Polyamidlieferant Handtmann Elteka, die seit langem im Bereich der Kunststoffzahnräder kooperieren, für das Forschungsprojekt eine Dauer von über drei Jahren angesetzt.

Druckloses Gießen von Polyamid vereinfacht Fertigungstechnik

An der Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG) der TU München wird dieses Projekt wissenschaftlich begleitet. So wird dort wissenschaftliche Grundlagenforschung zu Tragfähigkeit, Tribologie und Auslegung von Verzahnungen betrieben. An der FZG gibt es Prüfstände zur Untersuchung aller relevanten Schadensmechanismen sowie des Wirkungsgrads von Zahnrädern aller Bauformen.

Zahnräder aus dem Hightech-Kunststoff Lauramid kommen sowohl im geschmierten Zustand als auch bei Trockenlauf zur Anwendung. Typische Anwendungsbereiche für Kunststoffzahnräder sind die Druck- und Papiermaschinenindustrie, die Medizin- und Lebensmitteltechnik. Weil dieses Polyamid drucklos gegossen wird, vereinfacht sich die Fertigungstechnik im Vergleich zu Spritzgießanwendungen.

(ID:304375)