Geometrische Auslegung und Lebensdaueruntersuchungen von Kronenradgetrieben

Winkelgetriebe bieten die Funktion, den Leistungsfluss in einem Antriebsstrang um einem bestimmten Winkel umzulenken. Die größte Verbreitung bei den Winkelgetrieben haben Kegelrad- und Schneckengetriebe. Kronenradgetriebe hingegen fanden bisher nur eine geringe Verbreitung im Bereich der Antriebstechnik. Jedoch stellt diese Getriebebauform hinsichtlich Bauform und Energieeffizienz eine interessante Alternative zu den Kegelrad- und Schneckengetrieben dar. Bei einem Kronenrad kämmt ein zylindrisches Ritzel mit dem Gegenrad, dem so genannten Kronenrad. Das Ritzel entspricht einem evolventischen Stirnrad mit einer gleich bleibenden Zahngeometrie über der Zahnbreite. Zur Einhaltung des Verzahnungsgesetzes variiert die Zahnform des Kronenrades über der Zahnbreite. Für Anwendungen in der Tür-, Förder- und Medizintechnik werden kompakte energieeffiziente Winkelgetriebemotoren benötigt. Kronenradgetriebe bieten gegenüber Schneckengetrieben prinzipbedingt den Vorteil des größeren Wirkungsgrades. Außerdem kann die Selbsthemmung bei Schneckengetrieben in einigen Anwendungen von Nachteil sein. Zudem weisen Schneckengetriebe eine unsymmetrische Bauform auf, weswegen oft zwei spiegelverkehrte Ausführungen eines Getriebes hergestellt und vom Anwender vorgehalten werden müssen. Kronenradgetriebe ohne Achsversatz können symmetrisch ausgeführt werden, wodurch eine zusätzliche spiegelverkehrte Ausführung entfällt. Gegenüber Kegelradgetrieben bieten Kronenradgetrieben den Vorteil des einfacheren Aufbaus, da durch das zylindrische Ritzel die axiale Lage des Ritzels zum Kronenrad frei wählbar ist und somit bei Kronenradgetrieben die Verzahnung nur in Achsrichtung des Kronenrades ausgerichtet werden muss. Weiterhin kann die Übersetzung einer Kronenradstufe gegenüber einer Kegelradstufe deutlich größer ausgeführt werden, wodurch eine zusätzliche Stirnrad- oder Planetenradstufe entfallen kann.