Kegelradgetriebe

Kegelradgetriebe: Für die perfekte Übertragung von Drehbewegungen und Drehmomenten.

Kegelradgetriebe – auch Winkelgetriebe genannt – sind eine Getriebebauform. In der Antriebstechnik werden diese zur Übertragung der mechanischen Leistung von sich schneidenden oder kreuzenden Wellen eingesetzt. Aber was sind ihre Merkmale?

Ein Kegelradgetriebe setzt sich aus einem Kegelrad und einem Kegelritzel zusammen. Die Achsen sind häufig – aber nicht zwingend – um 90° versetzt. Die winklig zueinanderstehenden An- und Abtriebswellen sind ein charakteristisches Merkmal – auch die Achsen, die einen gemeinsamen Schnittpunkt besitzen. Eingesetzt werden Winkelgetriebe dort, wo hohe Umsetzungen, Drehmomente und Bewegungen gefragt sind. Also hauptsächlich in Pressen, Walzwerken, Werkzeugmaschinenbau sowie in der Automation.

Die verschiedenen Arten

Die Grundformen von Kegelradsätzen – mit Unterscheidung in der Flankenleitlinie – sind:

  • Geradverzahnungen: Hier sind die Flankenlinien der Planradverzahnung Geraden, die durch die Planradmitte gehen.
  • Schrägverzahnungen: Die Flankenlinien (Geraden) bilden einen Kreis um die Planradmitte.
  • Bogenverzahnungen: Die Flankenlinien bilden Kurven und können z.B. Kreisbögen, Evolventen oder Zykliden sein.

Bei der GROB AG werden «nur» geradverzahnte Kegelradgetriebe hergestellt, weshalb wir uns nun darauf konzentrieren.

Das erste Patent

Bereits um 1780 wurde das Geradzahnkegelrad als Maschinenelement erwähnt und die ersten Patente dazu wurden um 1876 an William Gleason erteilt.

Bild: Antrieb einer alten Drehbrücke (Teufelsbrücke in Mannheim) von 1902/03

Interessante Details

Bei geradverzahnten Kegelrädern weist die Flankenlängslinie keine Krümmung auf und ist radial zum Verzahnungsmittelpunkt angeordnet. Diese Kegelradgetriebe können durch Schmieden, Räumen oder Sonderfräsverfahren gefertigt werden. Der Zahnhöhenverlauf wird massgeblich durch das Herstellverfahren bestimmt. Bei einer konstanten Zahnhöhe gleicht der Fusskegelwinkel dem Kopfkegelwinkel, was zwangsläufig eine veränderliche Zahnlückenweite ergibt. Unterscheiden sich Kopf- und Fusswinkel, resultiert eine veränderliche Zahnhöhe bei gleichbleibender Zahnlückenweite.

Da es sich beim Geradzahnkegelradsatz um eine abgewälzte Verzahnung handelt, muss bei der Auslegung zwingend auf das Übersetzungsverhältnis, die Mindest-Zähnezahl und den Eingriffswinkel geachtet werden, da diese für den möglichen Unterschnitt verantwortlich sind.

Geradverzahnte Kegelradgetriebe finden häufig Einsatz im Automobilbereich, in Maschinen der Agrartechnik und Baumaschinen. Trotz der Einschränkung ihres Einsatzbereichs haben geradverzahnte Kegelräder also noch ein breites Verwendungsgebiet. Die Einsatzgrenzen ergeben sich durch die Umfangsgeschwindigkeit, das Geräusch und die übertragbare Leistung.

Übrigens: Das Kegelrad mit der geringeren Zähnezahl wird als Kegelritzel, das Kegelrad mit der grösseren Zähnezahl als Tellerrad bezeichnet.

Kegelradgetriebe und die GROB AG

Hier bei der GROB AG haben wir uns – wie oben bereits erwähnt – auf die Herstellung von geradverzahnten Kegelrädern spezialisiert. Diese Kegelräder werden für Differenzialgetriebe im Fahrzeugbau, Druckverarbeitungsmaschinen und vieles mehr verwendet. Kegelräder können wir dank einem Handlingrobotor auch in einer grösseren Stückzahl (3000 bis 4000 Stk.) wirtschaftlich und innerhalb einer nützlichen Frist herstellen. Die Dimensionen reichen von einem Durchmesser von 10 mm bis ca. 250 mm bei einem maximalen Modul von 8.

GROB AG Nebikon, Ursula Hofer