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Hallo liebe Forumsmitglieder,

ich bin neu hier und hoffe, dass Ihr mir bei meinem kleinen Problem weiterhelfen könnt:

Ich habe eine Drehbank (Celtic) mit Getriebeschaden geerbt. Nachdem Lagerstellen und Wellen wieder repariert sind, wollte ich mir die defekten Zahnräder fertigen lassen und muss mich deshalb wohl oder übel mit Verzahnungen beschäftigen. Man kann die Zahnräder zwar auch noch kaufen, aber das ist ca. viermal so teuer wie die Einzelanfertigung  und wäre somit ein wirtschaftlicher Totalschaden (schei** politische Preise...) 

Also, Achsabstände/Durchmesser stehen fest, Zähnezahlen sowieso und damit auch die Profilverschiebung. Soweit komm ich mit den Infos aus den bisherigen Beiträgen in diesem Forum klar. Problematisch ist:

1. Nun bin ich mir nicht so klar darüber, ob durch die Profilverschiebung ein negatives Flankenspiel auftreten kann (ich hab mal sowas gehört, kann es aber nicht nachvollziehen  )

2. Da ich auch ein paar Zahnräder als Standard-Rohlinge z.B. von Mädler bekomme, würde ich diese gerne aufreiben und die Naben der alten, runtergedrehten Zahnräder aufschrumpfen. Welche Passung würdet Ihr dafür empfehlen.

3. Sind die Zahnräder in Getrieben von 40 Jahre alten Drehbänken (Öberflächen-)gehärtet gewesen - Oder langt z.B. C45 unbehandelt.

Und zuletzt eine Frage, die nichts mit der Drehbank, sondern nur mit dem Verständnis zu tun hat:

4. Zudem hab ich bei Euch gelesen, dass die Eingriffslinie unter 20° verläuft. Aus den Skizzen in anderen Beiträgen lese ich aber heraus, dass die Eingriffslinie vom Verhältnis der Grundkreise abhängt. Dann wären aber 20° ein Zufall. Kann mir hier jemand weiter helfen?

O.K. das war es für's erste. Ich hoffe, Ihr könnt mir helfen (damit das Ding nicht weitere zehn Jahre zerlegt und nutzlos im Schuppen steht).

Vielen Dank im voraus - Gruss

Oerlov

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Dann mal herzlich willkommen!

"1. Nun bin ich mir nicht so klar darüber, ob durch die Profilverschiebung ein negatives Flankenspiel auftreten kann (ich hab mal sowas gehört, kann es aber nicht nachvollziehen   )"

Normalerweise nein, weil Sie ja nur die Flankenlinie verlängern, aber die Zähne können oben spitz werden. Ich schau mal, wie Sie das kombinieren müssen bzw. können, bitte 1 Tag Geduld, sofern Sie bis morgen keine andere Antwort haben.

2. Da ich auch ein paar Zahnräder als Standard-Rohlinge z.B. von Mädler bekomme, würde ich diese gerne aufreiben und die Naben der alten, runtergedrehten Zahnräder aufschrumpfen. Welche Passung würdet Ihr dafür empfehlen. Es gibt hier aber auch eine Norm mit Diagrammblättern.

Bohrung H, Welle s

Beim H-Passungssystem kann man sich in etwa so orientieren, jeweils die Wellentoleranz:

f = flutscht
g = gleitet
h = hält schon
k = brauchst Kraft
s = mußt du schrumpfen

Achten Sie auf gleichmäßige Erwärmung des Aussenteils.

3. Sind die Zahnräder in Getrieben von 40 Jahre alten Drehbänken (Öberflächen-)gehärtet gewesen - Oder langt z.B. C45 unbehandelt.

Vorschubräder hab ich noch nie gehärtet erlebt. Die in den Spindelkästen dagegen schon. Ggf. können Sie aber auf Nitrieren ausweichen.

Und zuletzt eine Frage, die nichts mit der Drehbank, sondern nur mit dem Verständnis zu tun hat:

4. Zudem hab ich bei Euch gelesen, dass die Eingriffslinie unter 20° verläuft. Aus den Skizzen in anderen Beiträgen lese ich aber heraus, dass die Eingriffslinie vom Verhältnis der Grundkreise abhängt. Dann wären aber 20° ein Zufall. Kann mir hier jemand weiter helfen?

Grundkreis = Teilkreis x cos(Eingriffswinkel). Der Eingriffswinkel wurde mit 20Grad mal als gängige Größe eingeführt, ist also kein Evangelium, sondern eben nur üblich.

Recht gutes Buch: Karl-Heinz-Decker, Maschinenelemente, Carl-Hanser-Verlag.

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Wer Menschen die ganze Hoffnung für die Zukunft nimmt, muß damit rechnen, daß die dann irgenewann auch keine Kraft und Lust mehr zum Leben haben. (Resignative Hoffnung oder so ähnlich)
(murphy 7.1.06)

[Diese Nachricht wurde von murphy2 am 10. Jan. 2006 editiert.]

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Hallo oerlov,

da ich selber begeisterter Drehbankreanimator bin oder zumindest mal war und auch noch andere alte Sünden im Schuppen stehen habe, antworte ich Dir besonders gerne, zumal Du so schön strukturiert fragst.

Und natürlich auch ein Herzliches Willkommen bei den Aktiven auf CAD.de!
Schön dass Du auch vorher schon etwas von unserem Archiv gehabt hast.

1. Ja, wenn die Summe der Profilverschiebungen negativ ist, kommt es zu "negativem Flankenspiel", d.h. Achabstandkorrektur nach außen: a > a0 + m(x1+x2) wenn (x1+x2)<0. Das liegt an der Verschiebung des tatsächlichen -> Eingriffspunktes auf die neue -> Eingriffsline mit dem neuen -> Eingriffswinkel. (s.a. Punkt 4)

2. Zum Aufschrumpfen von Naben kann ich nicht pauschal eine Passung empfehlen; stramme Presspassung, klar, aber wie stramm, dazu müsste man viel mehr Randbedingungen wissen und ein paar Zeilen rechnen. Im Prinzip ist es wichtig, dass der Kranz genug Material und Materialfestigkeit hat, um die aus der Pressung rührende Umfangskraft dauerhaft zu ertragen.

3. Das kommt darauf an; im Prinzip würde ich das schon für möglich halten. Hast Du mal die Kratzprobe gemacht, so mit der Feile? (Man kann das dann mit etwas Einfühlungsvermögen in etwa fühlen.)
Solange Dein Schätzchen aber nur privat genutzt wird (was ich annehme), geht es vielleicht auch ohne Härten. Es soll ja bezahlbar bleiben. Härten ist vor allem gegen Verschleiß.

4. Diese 20° beziehen sich auf das Nennprofil. Bei verändertem Achsabstand, also Profilverschiebungssumme ungleich 0, (s.a. Punkt 1) ist der Ist-Eingriffswinkel ein anderer, die mit dem Normwerkzeug geschnittenen Zähne passen aber trotzdem (mit einer kleinen Korrektur, die eine Kopfkürzung erfordert); das ist ja der Vorteil der Evolventeverzahnung. Um das zu verstehen hilft eine Skizze mit den beiden Grundkreisen, zwei kämmenden Zahnflanken und der Berührnormalen, die immer (Evolvente!) Tangente der Grundkreise ist. [Die aus Nenneingriffswinkel und jeweiligem Teilkreis resultiernden Grundkreisdurchmesser sind immer konstant, auch bei Profilverschiebung, egal ob + oder - oder 0!]

Für weitere Erläuterungen, insbes. Bilder, müsstest Du Dir wohl ein Buch besorgen (außer Du besuchst mich in meinem Büro  oder gehst woanders ein bisschen Maschinenbau studieren .) Eventuell gibt es auch Bilder und Erklärungen an anderen Orten im Internet oder in der guten alten (Hochschul-)Bilbliothek, aber die Buchverlage wollen ja auch leben.

Gruß
Roland

[Diese Nachricht wurde von Doc Snyder am 10. Jan. 2006 editiert.]

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Hallo oerlov!

zu 2.) Anwendungsbeispiele für Presspassungen findet man u.a. hier: http://www.eassistant.de/onlinehilfe/HB/eAssistantHandb_HTMLch7.html#x8-1870007.15
oder in der Hilfe des Passungsrechners über Fragezeichenbuttons. Den Passungsrechner gibts auf http://www.eassistant.de (Startseite unten rechts).
Für näheres muesste man, wie schon von Roland erwähnt, etwas rechnen, um eine geeignete Passung aufgrund der vorgegebenen geometrischen Randbedingungen und Belastung zu ermitteln.

zu 4.) stimme ich Roland zu. 20° Normaleingriffswinkel ist heutzutage üblich. Der Betriebseingriffswinkel ergibt sich dann je nach Profilverschiebung und Achsabstand etwas anders. Früher wurden auch 14,5° oder 25° als Normaleingriffswinkel verwendet (hatte mal so eine Verzahnung von vor 100 Jahren).

Herzlichen Gruss
Gunther

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Hallo allerseits,

zunächst einmal VIELEN DANK für die unglaublich schnellen Antworten. Ich denke, dass ich damit gut weiter komme (Wollte auch gleich zum Dank Unities verteilen, aber der Server meldet einen Fehler...)

Habe auch eingesehen, dass der Winkel der Eingriffslinie sich nicht von den Grundkreisen, sondern vom Verhältnis aus Teilkreis- zum Grundkreisdurchmesser ergibt, das so gewählt wird, dass hieraus Cos 20° resultiert.

Da es hier nicht um eigene Entwürfe, sondern nur um den Nachbau ehemals existierender Teile geht, habe ich bezüglich der Fußschwächung keine Schmerzen. Nur vielleicht muss man wirklich auf den Zahnkopf achten. Bin hierzu noch auf die Anmerkungen von "Murphy" gespannt.

Vielleicht ist die Anschaffung eines Fachbuches ja keine so schlechte Idee. Meine alten GMA (Grundlagen Maschinen-und Apparatekonstruktion - 4 SWS) Skripte gehen jedenfalls nicht weit genug...

Ist "Karl-Heinz-Decker, Maschinenelemente, Carl-Hanser-Verlag" praxistauglich (knappe instruktive Theorie, anschauliche Zeichnungen ?) oder gibt es hier noch andere Tipps an VERSTÄNDLICHEN, im Umfang an derart praktische Aufgaben angemessenen Büchern?

Viele Grüße

Oerlov

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Hallo!

der Decker ist recht gut verständlich und meines Erachtens auch gut für den Einstieg oder wieder Auffrischung geeignet. Deutlich tiefer gehen dann der Niemann / Winter (Maschinenelemente) oder der Linke (Stirnradverzahnungen). Diese Bücher sind aber eher zum echten Vertiefen des Zahnradwissens geeignet, wenn man sich wirklich intensiv mit diesem Thema auseinandersetzen möchte oder muss.

Herzlichen Gruss
Gunther

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Nun gut, viel gibt es nicht mehr zu sagen, so top wie meine Vorredner bring ich das eh nicht.

Was passiert bei der Profilverschiebung?

Zunnächst haben wir zwei Zahnräder, aus Modul und Zähnezahlen ergibt sich ein Achsabstand. Bei Werkzeugmaschinen haben wir nun mehrere Übersetzungen zu realisieren, deren Räder auf einer Welle sitzen sollen und abwechselnd benutzt werden, so wie es die Aufgabenstellung erfordert und damit kann es schon Probleme geben, weil nur selten alle Übersetzungsstufen freiwillig den gleichen Achsabstand haben werden.

Nun könnte man hergehen, die gewünschten Zähnezahlverhältnisse ausrechnen und – vorausgesetzt, die Festigkeit macht noch mit – den Modul anpassen, damit könnte man problemlos auf den gewünschten Achsabstand kommen. Aber – die Verzahnungswerkzeuge sind ziemlich teuer, vor allem Wälzfräser, also macht man Standardgrößen.

Damit muß ein anderer Trick her, wenn man den Achsabstand in kleinen Grenzen anpassen muß. Zunächst mal rutschen wir – ich nehm jetzt den Fall an – die Räder um die paar Zehntel Millimeter auseinander, machen das eine Rad ein wenig größer und verlängern seine Evolventenkurven, damit die Zähne lange genug im Eingriff bleiben. Damit bekommen wir aber ein ziemlich großes Zahnspiel, also die Flanken wieder passend zusammengerückt, damit das Spiel auch wieder stimmt. Räder laufen einwandfrei.

Nun gehen wir weiter, also Flankenlinie noch mal verlängern, wird nach aussen hin immer flacher, wieder zusammenrücken, aber es reicht nicht mehr, die beiden Flanken des Zahns schneiden sich schon vor dem Kopfkreis, dann Pech gehabt und man kann dann evtl. noch die Profilverschiebung auf beide Räder aufteilen.

Bei der Herstellung rutscht nur das Werkzeug um die Profilverschiebung nach (so hab ich’s zumindest in der Praxis erlebt), das funktioniert aber nur beim Wälzfräsen bzw. Wälzstoßen nebst zugehörigen Schleifverfahren, wenn man also auf Zahnstangenprofil arbeitet. Der gute alte Scheibenfräser mit der Zahnlückenkontur geht nur, wenn sein Profil noch weit genug am Fräser vorhanden ist, hier darf man also nicht einfach rausrutschen (obwohl's einige Leute mit Erfolg tun, auch mit so einem Fräser sogar laufende gerade Kegelradverzahnungen hinbekommen....)

Beim Decker bin ich auch der Ansicht, daß der einen recht schönen Kompromiss darstellt, was wie drinsteht, das begreif ich sogar, wie viel drinsteht und das Buch kostet. Viele (teilweise wohl auch empirische) Formeln erlauben auch eine schnelle Nachrechnung, auch ein Tabellenheftchen (war bei mir noch) dabei.

Zum Aufschrumpfen vielleicht noch ein Wort, H gegen s, das gibt schon einen guten Sitz, aber schwer kalkulierbar, wenn man dann aber eine Stufe macht und das Drehmoment über mehrere Passstifte überträgt (erst Schrumpfen, dann Stiftpassungen bohren), dann sollte das schon halten und kann man schön auf Abscheren nachrechnen.

Meine älteste Fräsmaschine (BJ 1943) hat ebenfalls keine gehärteten Räder, obwohl ich sie fast immer mit der höchsten Drehzahl (atemberaubende 450 U/min) benutzt habe, ist sogar der (butterweiche) Kegelradtrieb im Vertikalkopf noch gut in Schuß, immer wieder mal ordentlich Fett drauf. Beim ersten Mal hab ich dann eingeschaltet, ohne den Deckel draufzumachen, fortan hab ich ihn draufgemacht.

Was im Decker übrigens auch schön beschrieben ist, welche Genauigkeit und welche Verfahren man bei welchen Umfangsgeschwindigkeiten braucht. 

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Moin moin,

o.k., der Decker wird bestellt.

Passung hab ich so verstanden:

Entweder man rechnet (z.B. Software / empirische Formeln - obwohl eigentlich bestimmt sich doch aus der Stauchung durch die Presspassung und der Federkonstanten des Materials die Flächenpressung. Diese multipliziert mit dem Reibkoeffizienten gibt die Kraft, wobei man über den Radius dann wohl das übertragbare Drehmoment rausbekommt)

Oder die Praxislösung: Man nimmt H + s (als Sicherheit) und setzt soviele Passstifte ein, dass allein schon diese das Drehmoment durch ihre Scherfestigkeit übertragen.

Richtig verstanden?

Gruß (und vielen Dank Euch allen)

Oerlov

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