Schneckengetriebe
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[Bearbeiten] Schneckengetriebe
Schneckengetriebe sind eine Kategorie der Schraubwälzgetriebe, bei denen im Gegensatz zu den Wälzgetrieben auch ein Gleitanteil in der Bewegung vorhanden ist. Dieser kommt durch die funktionsbedingte Relativbewegung der Berührungsflächen von Schnecke und Schneckenrad zustande. Dies ist der Hauptgrund für den niedrigen Wirkungsgrad (~0,45) und die meist notwendige Kühlung dieser Getriebe. Aufgebaut ist ein solches Getriebe aus einem schraubenförmig verzahnten Rad, der Schnecke, und einem darin kämmenden schrägverzahnten Rad, dem Schneckenrad. Die Achsen der beiden sind um 90° versetzt. Ideale Einsatzgebiete für ein solches Getriebe sind dort, wo hohe Übersetzungen (bis i=150) und Selbsthemmung gefragt sind. Das Übersetzungsverhältnis berechnet sich wie üblich aus der Gangzahl z1 der Schnecke und der Zähnezahl z2 des Schneckenrades. Das bedeutet, dass mittels selbsthemmender Schneckengetriebe die Drehzahl nur stark reduziert, jedoch nicht erhöht werden kann. Dieser Effekt wird ausgenützt bei Getrieben für Aufzüge oder Kettenzüge, da keine zusätzlichen Bremsen notwendig sind. Einsatz finden Schneckengetriebe daher als Leistungsgetriebe im Pressenbau, in Walzwerkanlagen, in der Fördertechnik, in Bergbaumaschinen, aber auch in Präzisionsausführung als Duplex-Schnecke in Fräsköpfen und Rundtischen. Beispiel für die Übersetzung ins Schnelle sind mechanische Antriebe von Zentrifugen in Molkereimaschinen.
[Bearbeiten] Arten
- Zylinder-Schneckengetriebe
Der Grundkörper der Schnecke hat zylindrische Form und das Schneckenrad eine dem Durchmesser der Schnecke entsprechende Wölbung. Vorteil ist hier die einfachere Herstellung der Schnecke, weshalb diese Art auch die verbreitetste ist und auch als "Standardform" bezeichnet wird.
- Globoid-Schneckengetriebe
Hier besitzt die Schnecke eine globoidische Form und das Schneckenrad wird zylindrisch ausgeführt. Große Vorteile bringt die Möglichkeit der Verwendung eines herkömmlichen, schrägverzahnten Zahnrads als Schneckenrad, allerdings wird die Fertigung der Schnecke wesentlich aufwendiger.
- Globoidgetriebe
Dieses stellt eine Sonderbauform dar, bei der sowohl Schnecke als auch Schneckenrad als globoidische Körper ausgeführt werden. Aufgrund des doppelten Fertigungsaufwandes sind sie allerdings nur als Einzelstücke und in Sonderfällen eingesetzt.
[Bearbeiten] Die Schnecke
Generell ist die Schnecke eine Sonderform eines schrägverzahnten Zahnrades. Der Winkel der Schrägverzahnung ist so groß, dass ein Zahn sich mehrfach schraubenförmig um die Radachse windet. Der Zahn wird in diesem Fall als Zahn bezeichnet. Es gibt eingängige oder mehrgängige Schnecken.
[Bearbeiten] Das Schneckenrad
Schneckenräder bestehen überwiegend aus Sn-Bronzen (Cu-Sn)(Cupfer-Zinn Legierung also Messing) und werden ab einer bestimmten Größe aus Kostengründen als Radkränze gefertigt, welche auf günstigere Grundkörper (bsw. aus Stahlguss) montiert werden. Bronze eignet sich aufgrund der guten Notlaufeigenschaften in Verbindung mit Stahl für den Getriebebau. Bei hohen zu übertragenden Momenten wird auf Sondermessing oder Aluminiumbronze zurückgegriffen. Hier ist darauf zu achten, dass die Gleitgeschwindigkeit gegenüber den Sn-Bronzerädern stark vermindert werden muss.
[Bearbeiten] Schmierung
Die Herstellung von Schneckengetrieben stellt erhöhte Anforderungen an den Produktionsprozess in Bezug auf Herstellgenauigkeit und Oberflächenbeschaffenheit (Reibung). Durch die angesprochenen Relativbewegungen ist es erforderlich, die Reibung so weit es geht zu vermindern. Geschmiert wird dabei mit synthetischen Ölen auf Polyglycol-Basis. Bei Sondermessing oder Aluminiumbronze kommen PEG-Öle nicht in Frage, sondern hier kann nur mit Mineralölen geschmiert werden. Der Ölvorrat ist nach der Gehäuseauslegung und der vorgesehenen Belüftung zu richten. Da sich Schneckengetriebe durch den schlechten Wirkungsgrad stark erhitzen, ist es eine Aufgabe des Schmierstoffes, die Wärme unmittelbar abzutransportieren. Kann er diese leicht an das Gehäuse durch Verrippungen abgeben und wird diese hier wiederum durch einen "Fan" entsorgt, kann der Ölvorrat geringer gehalten werden als wenn diese Bedingungen nicht vorzufinden sind.
[Bearbeiten] Lagerung
Da die Schnecke schraubenförmig verzahnt, aber fest gelagert ist, treten hohe axiale Kräfte auf. Je nach Betrieb, ob nur in eine Drehrichtung oder in beide, sind die entsprechenden Seiten ausreichend abzustützen. Für das Schneckerad gelten die gleichen Bedingungen wie für normale Stirnzahnräder. Weiterhin ist zu beachten, dass die Schnecke auch auf Biegung beansprucht wird und die Lagerung dementsprechend elastisch oder winkelausgleichend ausgeführt werden muss.
Siehe auch: Schraubwinde
