Wann sich der Einsatz von Exzentergetrieben lohnt

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Bei kleiner Zähnezahldifferenz im Exzentergetriebe stark verringerte Drehzahl möglich

Da die Zähnezahldifferenz zwischen Rad 2 und Rad 4 sehr klein, und im Extremfall 1 mit großem Betrag sein kann, verringert sich bereits mit dem ersten Zahnradpaar 2 und 4 die Drehzahl stark. Diese wird durch das zweite Zahnradpaar nochmals weiter untersetzt. Die Übersetzungsformel dieser Bauart kann extrem werden, wie Beispiele verdeutlichen:

Z2=32; Z4=33; Z2‘=26; Z3=27 > i=144.

Z2=40; Z4=41; Z2‘=39; Z3=40 > i=1600.

Z2=99; Z4=100; Z2‘=98; Z3=99 > i=9801.

Anwendungen findet diese Bauart dort, wo große Untersetzungen bei geringem Bauraum gefordert sind. Allerdings muss beachtet werden, dass durch die Gleitreibung in den Zähnen bei geringer Zähnezahldifferenz der Wirkungsgrad abfällt.

Durch Gestellwechsel ist es nun möglich aus dem in zwei Ebenen gebauten Getriebe ein axial sehr kurz bauendes Getriebe zu gestalten (Variante B in Bild 2). Auch dieses Getriebe hat eine Untersetzungsformel, die hohe Untersetzungen zulässt. Wird, wie bei Variante A, die Zähnezahldifferenz zwischen den Außenzahnrädern und den Innenzahnrädern gleich gehalten, so können die Außenzahnräder miteinander verbunden werden; sie haben die gleiche Exzentrizität.

Das Getriebe kann wegen der ineinanderliegenden Bauweise aber nicht mit zwei Zahnradpaaren gebaut werden, bei denen beiden Zähnezahlen groß sind. Deshalb ist es nur für weniger große Untersetzungen realisierbar als Variante A.

Durch Gestellwechsel entsteht Exzentergetriebe mit stillstehenden Sonnenrad

Ähnlich dem Getriebe in Variante B entsteht ebenfalls durch Gestellwechsel die Bauform C. Hier steht das Sonnenrad still und ein Innen-Außenzahnrad wird zu einem Bauteil. Abtrieb ist auch dort das konzentrische Innenzahnrad. Hierbei ist die Untersetzungsformel nur gering veränderbar, wie das folgende Beispiel zeigt: Z2=20; Z4=34; Z4‘=34; Z1=36 > i=-6,666.

Die Bauform der Variante D ist artverwandt mit dem Getriebe der Bauform C – allerdings mit drehendem Sonnenrad. Die technische Bedeutung ist gering, weil hier der Abtrieb eine intermittierende Bewegung ausführt und nicht gleichmäßig untersetzt

Die Exzentergetriebe mit zwei Zahnradpaaren werden in vielen Bereichen der Technik angewandt und jede Bauart hat ihre Vorzüge und Nachteile. Der Untersetzungsbereich reicht meist bis zu 200 : 1, denn bei größeren Untersetzungen ist der Wirkungsgrad gegenüber mehrstufigen Planetengetrieben schlechter.

Werden Getriebe mit geringen Zähnezahldifferenzen gestaltet, haben sie eine flächenförmig tragende Verzahnung mit dem Tragen mehrerer Zähne. Dadurch sind die Getriebe relativ hoch belastbar im Verhältnis zum umbauten Raum. Man kann sie für Einzelanfertigung bis hin zu Großserien sehr preiswert gestalten.

* Hans-Erich Maul ist technischer Leiter bei Maul Konstruktionen in 52068 Aachen

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