Werkstoffauswahl Zahnräder

Werkstoffauswahl für Zahnräder

Zahnräder können aus vielen verschiedenen Werkstoffen hergestellt werden. Aber was ist der Grund, sich für einen bestimmten Werkstoff zu entscheiden und welche Faktoren üben Einfluss auf die Auswahl? Wir bringen hier etwas Licht ins Dunkel.

Die Gründe, einen bestimmten Werkstoff bei der Herstellung eines Zahnrades zu verwenden oder das bisher genutzte Material zu wechseln, können verschiedene Ursachen haben.

Warum das Material wichtig ist

Wie gesagt, sind die Gründe für die Auswahl eines bestimmten Werkstoffs für Zahnräder vielfältig. Die Hauptgründe können aber folgendermassen zusammengefasst werden:

  • Der gewählte Werkstoff soll die physikalischen und kinematischen Anforderungen an das Zahnrad bestmöglich erfüllen.
  • Die Marktgesetze erfordern zum Beispiel eine technische Verbesserung eines Produkts oder die Reduzierung der Herstellkosten, um im Marktwettbewerb mithalten zu können.
  • Es wird ein völlig neues Produkt konstruiert.
  • Qualitätsprobleme an bestehenden Produkten.
  • Normen, Vorschriften oder gesetzliche Vorlagen erfordern den Ersatz eines Werkstoffs.


Der Wettbewerb

Für die Wettbewerbsfähigkeit eines Produktes sind vor allem zwei Faktoren zu beachten. Einerseits soll der technische Gebrauchswert erhöht und gleichzeitig – wenn möglich – die Produktionskosten reduziert werden. Deshalb ist es vor allem bei der Planung von Neukonstruktionen elementar, zu prüfen, inwieweit die Werkstoffauswahl für die Zahnräder sinnvoll erscheint, deren Eigenschaften den Gebrauchswert oder die wesentliche Funktion sichern.


Werkstoffe und die GROB AG

Bei der GROB AG werden für die Herstellung von Zahnrädern vier verschiedene Grundmaterialien verwendet, wobei zu beachten ist, dass alle Bezeichnungen nur die Sammelbegriffe sind und wiederum diverse Unterarten enthalten.

Stahl

Gegenüber allen anderen Werkstoffen hat Stahl eine hervorragende Eigenschaft. Nämlich grösste Tragfähigkeit pro Volumeneinheit und geringste Kosten pro Gewichtseinheit. Im Getriebebau werden z.B. vorzugsweise Vergütungs- oder Einsatzstähle als Zahnradwerkstoffe eingesetzt. Weitere mögliche Stahlsorten sind Werkzeugstähle oder rostfreie Stähle.

Grauguss

Grauguss wird dort verwendet, wo das Schmieden der Radform zu teuer oder zu schwierig ist. Wie der Name bereits verrät, sind diese Werkstoffe sehr gut giessbar und gleichzeitig kostengünstig, weisen aber gegenüber Stahl eine geringere Zugfestigkeit auf.

Kunststoff

Zahnräder aus Kunststoff sind leicht und ermöglichen – weil sie selbstschmierend sind – Trockenlauf. Sie sind korrosionsbeständig, geräuscharm und weisen optimale Notlaufeigenschaften auf.

Buntmetalle

Diese – insbesondere Bronze – weisen in Verbindung mit Stahl eine gute Notlaufeigenschaft auf. Schneckenräder werden oft aus diesem Material gefertigt. Ein weiterer Vorteil von vielen Buntmetallen: sie sind besonders widerstandsfähig gegen Korrision.

Sie planen ein neues Produkt und sind nicht sicher, welches Material das richtige für die verwendeten Zahnräder ist? Oder Sie wollen/müssen bei bestehenden Zahnrädern ein anderes Material verwenden? Wir beraten Sie!

GROB AG Nebikon, Ursula Hofer