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Maul Konstruktionen

Wann sich der Einsatz von Exzentergetrieben lohnt

| Autor/ Redakteur: Hans-Erich Maul / Stefanie Michel

Exzentergetriebe gehören zu den hochuntersetzenden Getrieben, die hohe Drehzahlen in langsame Drehbewegungen untersetzen. Besonders die viergliedrigen Akbargetriebe erreichen – je nach Bauart – höchste Übersetzungen bei geringem Bauraum. Mit geringen Zähnezahldifferenzen sind die Getriebe hoch belastbar.

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Bild 1: Die Akbargetriebe sind Exzentergetriebe mit vier Zahnrädern, die hohe Untersetzungen ermöglichen.
Bild 1: Die Akbargetriebe sind Exzentergetriebe mit vier Zahnrädern, die hohe Untersetzungen ermöglichen.
( Bild: Maul Konstruktionen )

In der Technik werden hochuntersetzende Getriebe angewandt, um die hohen Antriebsdrehzahlen von Motoren in langsame Drehbewegungen zu untersetzen. Hierfür kommen die verschiedensten hochuntersetzenden Getriebe zum Einsatz, darunter auch die bekannten Planeten-, Akbar-, Wolfrom-, Harmonic-Drive- und Cyclogetriebe.

Der folgende Beitrag zeigt die unterschiedlichen Bauformen auf und beschreibt die Vor- und Nachteile von Exzentergetrieben mit vier Zahnrädern – den sogenannten Akbargetrieben (vom arabischen Acbar = unerreicht). Mit einem Innen- und einem Außenzahnrad lassen sich kleine bis mittlere Untersetzungen in einer Stufe erreichen. Sollen höhere Untersetzungen erreicht werden, sind zwei Räderpaare, bestehend aus einem Innen- und einem Außenzahnrad, erforderlich.

Wechsel eines Getriebegliedes zum Gestell verändert Eigenschaften des Exzentergetriebes

Akbargetriebe sind koaxiale, ebene, viergliedrige Planetengetriebe und besitzen eine Exzenterwelle als Antrieb. Es sind jeweils zwei Außenzahnräder und zwei Innenzahnräder vorhanden.

In der Getriebetechnik gibt es verschiedene Methoden der Umformung eines Getriebes, die unter dem Namen „kinematische Umkehr“ zusammengefasst werden. Darunter fallen Gestellwechsel, Antriebswechsel und Abtriebswechsel. Am Beispiel eines viergliedrigen Exzentergetriebes lässt sich darstellen, dass durch den Wechsel eines Getriebegliedes zum Gestell verschiedene Bauformen mit jeweils anderen Eigenschaften entstehen können.

Verschiedene Varianten viergliedriger Exzentergetriebe mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen

Bei dem viergliedrigen Getriebe sind jeweils zwei benachbarte Zahnräder miteinander verbunden. Die vier Varianten A, B, C und D (Bild 2 – siehe Bildergalerie) weisen unterschiedliche Vor- und Nachteile auf. Bei der Variante A (Akbar, klassisch) sitzen zwei Zahnräder in zwei Ebenen auf einer gemeinsamen Exzenterwelle 1. Dies ist nur möglich, wenn die Zähnezahldifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnradpaar gleich ist.

Die beiden Zahnräder (2 und 2‘) vollführen eine Drehbewegung auf der Exzenterwelle. Dabei rollt ein Außenzahnrad (2) in einem feststehenden Innenzahnrad (4) ab. Die Drehung erfolgt durch die Differenz der Zähnezahlen dieses Innenzahnrads und des Außenzahnrads (2). Da die beiden Zahnräder 2 und 2‘ verbunden sind, wird diese Drehung auf das zweite Außenzahnrad (2‘) übertragen. Dieses leitet die Drehbewegung dann im Übersetzungsverhältnis der Zähnezahlen der Zahnräder 2‘ und 3 auf das Innenzahnrad (3) weiter an die Abtriebswelle.

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