Kunststoffzahnräder

Zahnräder aus Kunststoffen werden seit Jahrzehnten industriell hergestellt und eingesetzt. Immer leistungsfähigere Akkutechnologien ermöglichen neue Anwendungen bzw. den Umstieg von Verbrennungsantrieben auf E-Antriebe. In vielen dieser Anwendungen stellt das Geräusch und/oder das Gewicht ein wichtiges Qualitätskriterium dar. Aus diesen Gründen werden Kunststoffzahnräder zunehemend auch in Anwendungen mit höheren Leistungsanforderungen als bisher eingesetzt. Bisher wurde versucht, die Auslegungsrichtlinien von Kunststoffzahnrädern an den bewährten Richtlinien für Stahlzahnräder zu orientieren. An vielen Stellen ist dieses Vorgehen nicht zulässig und führt in der Praxis zu Problemen.

Ziel der Weiterbildung

Ausgehend von den Grundlagen der Stirnradgeometrie, der Kunststoffe und der Tribologie vermittelt dieses Seminar einen Überblick über das notwendige Wissen zur Auslegung, Herstellung und zum Betrieb von Getrieben mit Kunststoffzahnrädern.

Alle Lehrinhalte werden an einem Beispiel praxisnah vermittelt.

Montag, 25. und Dienstag, 26. September 2023
9.00 bis 12.15 und 13.15 bis 16.30 Uhr

1. Geometrie von Stirnradverzahnungen (J. Bihr)
– Anforderungen, Zahnformen
– Zahnprofil, Verzahnungsgesetz, Eingriffslinie
– Erzeugung, Eigenschaften, Profilverschiebung, Überdeckungen

2. Grundlagen der Kunststoffe als Zahnradwerksoff (J. Bihr)
– chemischer Aufbau, Grundtypen von Verkettungsreaktionen
– thermisch-mechanisches Verhalten
– Verarbeitung von Kunststoffen
– Kunststoffe für Zahnräder und ihre Eigenschaften

3. Ölschmierung (M. Sommer)
– Grundlagen der Elasto-Hydrodynamischen Schmierung
– Schmierstoffanforderungen und Auswahl
– Aufbau, Eigenschaften und Prüfung von Getriebeölen
– Medienverträglichkeit

4. Fettschmierung (M. Sommer)
– Aufbau, Eigenschaften und Prüfung von Getriebefetten
– Mechanismen der Fettschmierung
– Medienverträglichkeit

5. Wirkungsgrad und Thermik (J. Bihr)
– Verzahnungs-, Lager- und Dichtungsverluste
– Getriebethermik
– thermische Betriebsgrenze

6. Schadensarten (J. Bihr)
– Anschmelzen
– Zahnfußbruch
– Zahnflankenbruch
– Grübchenbildung
– Verschleiß
– Deformation

7. Auslegung von Stirnradverzahnungen (J. Bihr)
– überschlägige Bestimmung der Getriebeabmessungen
– Vorauslegung der Verzahnung im Spannungsfeld Tragfähigkeit, Geräusch und Wirkungsgrad
– Nachrechnung nach VDI 2736

8. Herstellung von Kunststoffzahnrädern (J. Bihr)
– Spanen
– Spritzgießen
– Schwindung
– Radkörpergestaltung
– Abweichungen und Verzahnungsmessung