Eine Publikation der Binkert Medien AG
Erste Planspiralverzahnung für unterschiedliche Anwendungsbereiche : Ausgabe 02/2013, 06.10.2013

Innovatives Getriebekonzept verringert Kosten um 40 Prozent

Das Schweizer Unternehmen Tedec hat ein neuartiges Getriebekonzept entwickelt, welches Einsparungen bei Material, Bauraum und Kosten erlaubt – und dies bei gleichzeitiger Steigerung der Qualität und erhöhter Gestaltungsflexibilität.

Bei der Auswahl des bestmöglichen Antriebes muss man sich oft entscheiden zwischen einem Getriebe mit hohem Wirkungsgrad oder einem kompakten, leichten Getriebe (wie beispielsweise einem Schneckengetriebe). In diesem Bereich der kompakten Getriebe setzt das Torus-Getriebekonzept neue Massstäbe, was Material- und Bauraumreduktion betrifft.

Dies ermöglicht eine neuartige Planspiralverzahnung, welche dank optimaler Kontaktgeometrie höhere Kräfte übertragen kann. Folglich lassen sich die Getriebekomponenten in ihren Abmessungen verkleinern, was direkt zu Gewichts- und Materialkostenreduktionen führt. Auch die Lagerung der Antriebswelle lässt sich einfacher und kostengünstiger gestalten. Nicht zuletzt bietet das Torus-Getriebe mehr Freiheit bei der dimensionellen Gestaltung des Getriebegehäuses. So kann man mit einfachen Mitteln die Herstellungskosten um bis zu 40 Prozent senken.

Flexibler Achsabstand erlaubt hohe Übersetzung mit kleinem Achsabstand

Der Achsabstand ist eine bedeutende Grösse bei der Auswahl eines Getriebes. DIN 3976 regelt die Zuordnung von Achsabständen und Übersetzungen in Schneckenradsätzen. Ziel dieser DIN-Empfehlung war es, möglichst viele Übersetzungsvarianten pro Achsabstand anzubieten. Der Durchmesser des Schneckenrades und der Schnecke wird bei dieser Zuordnung so aufgeteilt, dass der gewünschte, normierte Achsabstand auch eingehalten werden kann. Diese Vorgehensweise erlaubt es dem Getriebehersteller, mit einem normierten Gehäuse mehrere Übersetzungsstufen anzubieten. Dabei bleibt die maximal zu übertragende Leistung innerhalb eines Achsabstands nahezu konstant.

Hier steht das Schneckengetriebekonzept in einem Konflikt. Denn der Achsabstand muss zwangsläufig immer grösser sein als der Radius des Schneckenrades. Das Torus-Getriebe bietet diesbezüglich eine innovative Lösung, denn der Achsabstand ist nahezu unabhängig von der zu übertragenden Last, Übersetzung und der Grös- se des Abgangsrades. Diese Eigenschaft macht Antriebe mit hohen Übersetzungen und kleinen Achsabständen realisierbar. Ausserdem bietet es dem Getriebebauer die Gelegenheit, eine qualitativ hochstehende Baureihe von Getrieben mit normiertem Achsabstand und nahezu unendlichen Variationen an Übersetzungen und Leistungen zu gestalten.

Einfache und kostengünstige Wälzlager dank radialer Kraftübertragung

Das Torus-Getriebe gehört in die Gruppe der Schraubgetriebe und weisst prinzipbedingt einen nahezu geräuschlosen und dämpfenden Lauf auf. Durch die neuartige Kontaktsituation ist die Getriebespieleinstellung bzw. Spielaufhebung einfach zu realisieren. Mittels eines kraftvorgespannten Ritzels werden spielfreie Getriebe mit einfachem Aufbau möglich. Eine weitere Eigenschaft dieser innovativen Getriebetechnologie ist die vorwiegend radiale Kraftübertragung auf die Zahnräder. Dies erlaubt den Einsatz von einfachen, kostengünstigen Wälzlagern.

Konkav-konvexer Kontakt reduziert die Spannungen zusätzlich

Das von Tedec entwickelte Torus-Getriebe gehört zur Gruppe der planverzahnten Getriebe. Ein auf der Planseite des Ritzels aufgebrachter spiralförmiger Zahn greift so in die Verzahnung des Abgangsrades ein, dass mehrere identische Kontaktstellen entstehen. Dadurch wird die Last optimal verteilt und der Werkstoff weniger belastet. Weiter liess sich die Geometrie so optimieren, dass der konkav-konvexe Kontakt die Spannungen zusätzlich reduziert. Diese Entwicklung machte es laut Tedec erstmals möglich, eine Planspiralverzahnung zu realisieren, welche in unterschiedlichen Branchen zum Einsatz kommen kann. So zum Beispiel im Maschinenbau, wo Bauraum, Gewicht und Kosten ausschlaggebend sind. In der Medizinaltechnik sind der geringe Bauraum und die hohe Laufruhe gefragt, während im Automobilbau Eigenschaften wie kompakter Bauraum, geringes Gewicht, hohe Laufruhe und tiefe Kosten gefordert sind.

Infoservice


Tedec AG
Untere Brühlstrasse 21, 4800 Zofingen
Tel. 062 752 06 33, Fax 062 752 06 34
mail@torus-gear.ch, www.tedec.ch

Vergleich eines Schneckengetriebes (links) mit einem Torus-Getriebe


Schnittbild Torus-Getriebe

Bluecompetence

«Bluecompetence» heisst das Label für Nachhaltigkeit und Effizienz in der Produktion, eine Initiative des VDW (Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken). Dieses Label entwickelt sich zunehmend zum hochstehenden Qualitäts-markenzeichen.

Das Torus-Getriebe leistet einen wesentlichen Beitrag zu diesem Qualitätsmarkenzeichen. Kriterien wie Baugrösse, Leistung, Prozess-sicherheit und Preis sind bei diesem neuartigen Getriebe gegeben.