DE10025650A1 - Spiroplangetriebe - Google Patents

Abstract

Bei einem Spiroplangetriebe mit einem Ritzel und einem dazu achsversetzten Planrad wird vorgeschlagen, das Rad aus Sphäroguß GGG 40-70 und das Ritzel aus Vergütungsstahl oder Einsatzstahl zu fertigen. Dadurch lassen sich ausgezeichnete Laufeigenschaften erzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spiroplangetriebe, also ein Win­ kelgetriebe mit einer Spiroplanverzahnung.

Bei derartigen Getrieben handelt es sich in kinematischer Hinsicht um eine der Schneckenverzahnung ähnliche Schraubver­ zahnung. Im Gegensatz zur Schneckenverzahnung kämmt aber hier eine zylindrische Schnecke als Ritzel 1 mit einem Planrad 2 als Gegenrad und nicht mit einem globoidischen Schneckenrad. Dies ist in der beiliegenden Abbildung gezeigt. Ein Achsver­ satz a ist für die Funktion unbedingt erforderlich. Die Zahn­ flankenlängsform des Planrades ist hierbei bogenförmig. Ein derartiges Getriebe ist auch in der DE 43 09 559 A1 beschrie­ ben.

Ein Schneckengetriebe mit einer bestimmten Materialpaarung ist beispielsweise aus der DE 43 28 280 A1 bekannt. Die dort als besonders vorteilhaft bezeichnete Werkstoffpaarung be­ steht aus einem Vergütungsstahl für die Schnecke und einem Graugußwerkstoff und einem Sphärogußwerkstoff für das Schneckenrad. Im Gegensatz zu Materialpaarungen "gehärtete Schnecke gegen Grauguß-Schneckenrad" oder "gehärtete Schnecke gegen Sphäroguß-Schneckenrad" werden für die vorgenannten Materialpaarungen zufriedenstellende Ergebnisse in Bezug auf das Fressen der Getriebe als überraschend positiv gefunden.

Nun ist die Kinematik der in der vorliegenden Erfindung ange­ sprochenen Spiroplangetriebe völlig verschieden von der eines Schneckengetriebes. Beim Schneckengetriebe findet nämlich eine wesentlich mehr gleitende als wälzende Ablaufbewegung des Schneckenrades an der Schnecke statt. Deshalb wird bei­ spielsweise für eine übliche Werkstoffpaarung gehärtete Schnecke gegen ein Bronzeschneckenrad nur eine Flankenpressung von maximal 500 N/mm² zugelassen. Eine größere Flankenpressung würde zu erhöhtem Verschleiß führen. Im Gegensatz dazu weisen Stirnradgetriebe eine überwiegend wälzende und wenig gleitende Bewegung auf. Man spricht hier auch von einem sogenannten spezifischen Gleiten, das aber erst beim näheren Betrachten der Ablaufbewegung relevant ist. Die zulässige Flankenpressung erreicht heute für einsatzgehärtete Stähle Maximalwerte von etwa 1500 N/mm².

Das hier behandelte Spiroplangetriebe dagegen ist bezüglich der Abwälzkinematik zwischen den beiden vorgenannten Getrie­ ben, also zwischen dem Schneckenradgetriebe und dem Stirnrad­ getriebe einzuordnen. Deshalb werden hier beispielsweise Flankenpressungen von bis zu 1000 N/mm² zugelassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spiroplange­ triebe mit einer verbesserten Materialpaarung aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Ritzel aus Sphäro­ guß GGG 40-70 und das Ritzel entweder aus Vergütungsstahl oder aus Einsatzstahl gefertigt sind.

Überraschenderweise hat diese Materialpaarung sehr gute Ei­ genschaften, obwohl dies in Anbetracht der Ähnlichkeit der Materialpaarung zu derjenigen bei dem kinematisch so voll­ ständig anders wirkenden Schneckenradgetriebe dies nicht hat erwarten lassen.

Vorzugsweise wird bei Verwendung eines Vergütungsstahls für das Ritzel ein solcher mit einer Zugfestigkeit von 600-800 N/mmm² eingesetzt. Bei Verwendung von Einsatzstahl sollte die Oberflächenhärte eine Vickers-Härte von HV1 600-800 aufweisen. Besonders bevorzugt ist eine Härte zwischen HV1 680-760, insbesondere eine Härte von HV1 720 oder HV0,5 720.

Besonders bevorzugt wird das Planrad aus Sphäroguß GGG 60 ge­ fertigt. Als optimale Materialkombination haben sich erwiesen ein Ritzel aus einsatzgehärtetem Stahl mit einer Härte von HV1 720 und ein Planrad aus Sphäroguß GGG 60. Als ein­ satzgehärteter (im Gasaufkohlverfahren gehärteter) Stahl eignet sich insbesondere 16MnCr5. Insbesondere für größere Abmessungen sind selbstverständlich auch andere in der DIN 17210 aufgelistete Stähle, wie insbesondere 15CrNi6 oder 17CrNiMo6 geeignet.

Vorzugsweise wird ein Schmierstoff mit hoher EP-Aktivierung auf der Basis von Polyglykol oder Polyalphaolefin verwendet, insbesondere ein solcher, der bezüglich seiner Freßtragfähigkeit in Klasse GL5 der API-Klassifizierung einzuordnen ist. Derartige Schmierstoffe sind an sich aus der vorgenannten DE 43 28 280 A1 für Schneckengetriebe bekannt, wobei allerdings die Kinematik von Schneckengetrieben die vorteilhafte Verwendbarkeit des Schmierstoffes bei einem Spiroplangetriebe nicht vorher vermuten ließ.

Das oben beschriebene Spiroplangetriebe läßt Drehzahlen des Ritzels von bis zu 4000 Umdrehungen pro Minute zu.

Claims (8)

1. Spiroplangetriebe, umfassend ein Ritzel und ein dazu achsversetztes Planrad, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad aus Sphäroguß GGG 40-70 und das Ritzel aus Vergütungsstahl oder oberflächengehärtetem Einsatzstahl gefertigt sind.

2. Spiroplangetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergütungsstahl eine Zugfestigkeit von 600-800 N/mm² aufweist.

3. Spiroplangetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzstahl eine Oberflächenhärte von HV1 600-800 aufweist.

4. Spiroplangetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzstahl eine Härte von HV1 680-760, insbesondere von HV1 720 aufweist.

5. Spiroplangetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sphäroguß GGG 60 ist.

6. Spiroplangetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel aus einsatzgehärtetem Stahl mit einer Härte von HV1 720 und das Planrad aus Sphäroguß GGG 60 gefertigt sind.

7. Spiroplangetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schmierstoff mit hoher EP-Aktivierung auf der Basis Polyglykol oder Polyalphaolefin.

8. Spiroplangetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierstoff bezüglich Freßtragfähigkeit in die Klasse GL5 der API-Klassifizierung einzuordnen ist.