Auslegung und Berechnung

Niedrige Geräuschemissionen an Maschinen gewinnen immer mehr an Bedeutung. Um dieser Anforderung gerecht zu werden, können wir an Zahnrädern durch Profil- und Flankenkorrekturen das Geräuschverhalten wesentlich verbessern. Diese Korrekturen werden bei uns unter Berücksichtigung der Wellenbiegungen und Lagerverformungen unter Last berechnet.

Wir sind Experten auf dem Gebiet der Umstellung von Stahl- auf Kunststoff-Zahnräder. Dadurch entsteht nicht nur ein Gewichtsvorteil, sondern oft auch eine Senkung der Herstellungskosten.

Unsere Änderungskonstruktionen führen zu einer geringeren Bauteilanzahl und tragen somit auch zur Platzeinsparung bei.

Federn: 

Zugfedern, Schenkelfedern, Tellerfedern,  Kegelstumpffedern, nichtlineare zylindrische Druckfedern,   Drehstabfedern, Spiralfedern, Blattfedern, Biegefedern, Federringe, Spannhülsen, Elastomerfedern, Wellfedern, Schraubenwellfedern Mehr...

Zahnräder: 

Gerad- und schrägverzahnte Stirnzahnräder

Planetenradsätze

Gerad-, schräg- und bogenverzahnte Kegelzahnräder

Zyklo-Palloid-Kegelzahnräder (Klingelnberg)

Schneckenzahnräder (Form ZA, ZI, ZK, ZH)

Unrunde Zahnräder (konstanter Modul, unkonstanter Modul) Mehr...

Schrauben: 

Schraubverbindungen nach VDI2230 Blatt 1 u. 2 (symmetrische Flansche und Flansche mit beliebiger, asymmetrischer Schraubenanordnung) Mehr...

Wellen:

Wellenauslegungen nach DIN743

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Wellen-Nabenverbindungen: 

Passverzahnungen mit Evolventenflanken 
(nach DIN5480, DIN5482, ANSI B92.1, ANSI B92.2M)

Passfederverbindung nach DIN6892

Polygonprofile P3G nach DIN32711

Polygonprofile P4C nach DIN32712

Kerbzahnprofile nach DIN5480

Keilwellenverbindung nach DIN ISO 14

Scheibenfederverbindung

Innenzahnradpumpe

Federn zählen zur Verbindungstechnik und ermöglichen über ihre Federrate, dass kontrollierte Kraft-Weg-Zusammenhänge an technischen Systemen und Produkten eingehalten werden. Für fast jeden Federtyp gibt es eine eigene Norm.

• Mit 14 verschiedenen Federprogrammen können wir selbst Sonderfedern mit asymmetrischer Wicklung (nichtlinearer Kennlinie), Kegelstumpf-Federn, Wellfedern, etc. auslegen.

• Federn mit beliebigen Drahtquerschnittsformen (z.B. Rechteck, Ellipse, Kreisring, etc.) können berechnet werden, um kleinere Bauräume der Federn zu erhalten.

• Patentiert gezogene, ölschlussvergütete und nichtrostende Federdrähte (DIN 17223 T1-3, EN 10270, T1-T3) sowie Drähte aus anderen Normen, passend zur jeweiligen Umgebungsbedingung, können eingesetzt werden.

• Die Grenzabmaße und Toleranzen nach DIN und deren Genauigkeitsklassen (B, C, etc.) sowie das Setzen und die Relaxation können in der Auslegung vorgehalten werden.

• Die Federkennlinie, das Spannungsdiagramm, das Goodman-Diagramm, das Smith-Diagramm und Wöhlerkurven werden dargestellt, um die Haltbarkeit im Anwendungsfall beurteilen zu können (zeitfest, dauerfest).

Wir legen Stirn- und Kegelradsätze für komplette Getriebe aus.

Dabei können unter anderem berücksichtigt werden:

• Benachbarte Zahnradsätze, die unter Last stehen
• Lagerungssysteme der Wellen
• Lagersteifigkeiten der Lager
• Unterschiedliche Lastkollektive
• Wellenverformungen
• Lastkorrekturschliffe
• Schmierung und das Schmiersystem

Neben der Auslegung von Stahlzahnrädern bieten wir die Auslegung von Kunststoffzahnrädern an. Durch jüngste Forschungsergebnisse bei Kunststoffzahnrädern können wir die Schrumpfungen und Schwindungen in der Evolvente der Spritzgussmatrize kompensieren und vorhalten. Dadurch erreichen wir hohe Qualitäten bis Q8 bei den Kunststoffzahnrädern. 

Planetenradsätze sind zukunftsträchtig in Verbindung mit elektrischen Antrieben (E-Mobilität). Wir entwickeln fortschrittliche Radsätze, indem wir eine sehr kompakte Bauweise umsetzen ohne Einschränkung des geforderten Leistungsdurchsatzes. Oft substituieren wir bei Weiterentwicklungen klassische Mehrstufengetriebe durch Planetenradstufen.

Es können bei der Auslegung unter anderem berücksichtigt werden: 

• Lagerungssysteme
• Lastkollektive
• Verformungen des Steges
• Lastkorrekturschliffe
• Schmierung und das Schmiersystem

• Wir können Kronen-, Schnecken-, Unrund-,  Trochoiden und Zahnstangen-Verzahnungen auslegen.

• Über DXF-Files oder 3D-Step-Files ist es möglich, Prototypen zu diesen Sonderverzahnungen anzufertigen.

• Zahnrad-Ersatzteile zu Oldtimer-Fahrzeugen werden  immer häufiger bei uns analysiert, nachgerechnet, gezeichnet und eine Fertigung über uns veranlasst.

Wir können…

• nicht nur die Dimensionierungen durchführen, sondern begleiten Sie auch auf Wunsch bei der Werkzeugbeschaffung bis hin zu den Werkstückbeschaffungen (Prototypzahnrädern, Serienzahnrädern).

• unabhängige Qualitätskontrollen der Verzahnungen erstellen (siehe Analyse und Beratung).

• Wälzfräswerkzeuge,  Formfräser und Stoßräder auslegen, um z.B. Hochverzahnungen zu konzipieren, die besonders geräuscharm sind.

• Matrizen zur Herstellung von Kunststoffzahnrädern bis Qualität Q8 ohne Nachbearbeitung auslegen und dabei Schwindungen und Schrumpfungen bei der Berechnung der Spritzgussmatrize berücksichtigen.

Zahnradschäden sind oft der Anlass, …

• die Zahnrad-Grundgeometrie zu ändern
• Lastkorrekturschliffe auszulegen und umzusetzen
  
• Werkstoffe oder die Wärmebehandlungen zu ändern
• Lastkollektive bei der Auslegung zu berücksichtigen
• die Schmierung zu analysieren und die Betriebsbedingungen zu prüfen
  

Wir formulieren Parameter für Qualitätskontrollen zu Verzahnungen. Zudem erstellen wir Liefervorschriften, Zeichnungsangaben und Zahnrad-Datenblätter.

Durchsteck- und Sacklochverschraubungen

Durchsteck- und Sacklochverschraubungen zählen zur Verbindungstechnik und werden nach VDI2230 Blatt 1 ausgelegt.

• Zu allen Versagensarten kann der Sicherheitsabstand zum Dauerschwingbruch, zur Überdehnung, zum Lösen, zur Kopf-Flächenpressung und zum Gewindeabstreifen bestimmt werden. 
• Verspannungsschaubilder im Montage- und Betriebszustand, einschließlich der Toleranzen, zeigen die Kräfte in der Schraube und in den Klemmplatten und dokumentieren graphisch den Montage- und Beriebszustand der Schraube.
• Verarbeitung aller Normschrauben sowie individueller Sonderschraubkonstruktionen (Dehnschrauben)
• Berücksichtigung der Montageart

Mehrfachverschraubungen (Flansche, Deckel)

Mehrfachverschraubungen mit symmetrischem und asymmetrischem Lochbild berechnen wir nach VDI2230 Blatt 2

• Über die VDI2230 Richtlinie (Blatt 2) wird diejenige Schraube ermittelt, die durch die Flanschbelastung am höchsten belastet wird. Diese wird anschließend über die VDI2230 Blatt 1 auf ihre Machbarkeit hin überprüft.
• Durchsteck- und Sacklochverschraubungen können gleichermaßen behandelt werden. Die Druckkegel werden nach verschiedenen Regeln in der VDI2230 Blatt 1 gebildet.
• Zentrische und exzentrische Kraftangriffe und zentrische und exzentrische Verspannung der Flansche, Deckel, Zwischenplatten berücksichtigen wir.

Wellen werden nach DIN743 oder der FKM-Richtlinie ausgelegt.

• Alle Kerbwirkungen und Belastungsarten wie Quer- und Längskraft sowie Biege- und Torsionsmomente werden berücksichtigt.

• Der Dauerfestigkeitsnachweis erfolgt über das Smith-Diagramm, das zu jedem kritischen Querschnitt (Kerbstelle) erstellt wird.

• Verformungsbestimmungen der Wellen für gewisse Folgen bei der Lagerauswahl und den Lastkorrekturschliffen an den Zahnrädern führen wir durch.

Wir können die Biege- und Torsions-Eigenfrequenzen bestimmen und auch die erforderlichen Wuchtgüten festlegen.