Zahnräder aus Kunststoff

Zahnräder aus technischen Kunststoffen. Spanabhebend oder formgebend hergestellt.

In stetig neuen Anwendungs­fällen beweisen Zahnräder aus Kunststoff ihre Überlegenheit gegenüber Zahnrädern aus Metall.

Die hervorragenden Materialeigenschaften, die einfachen und damit wirtschaftlichen Verarbeitungs­verfahren und die in der Formgebung fast unbegrenzten Möglichkeiten sind die Vorteile, die den Kunststoffzahnrädern zu ihrem Siegeszug verhalfen.

Spanabhebend hergestellte Kunststoffzahnräder sind Metallzahnrädern selbst dann noch überlegen, wenn es um die Übertragung größter Kräfte geht (lesen Sie hier warum).

Vorteile. Die wichtigsten Vorteile von Zahnrädern aus Kunststoff:

  • verschleißfest
  • schlagfest
  • die Eigenelastizität reduziert die spezifische Flächen­pressung
  • das besonders hohe Rückstell­vermögen (PA und POM)
  • selbstschmierend
  • korrosionsbeständig
  • geräuscharm
  • wartungs­frei
  • optimale Notlaufeigenschaften

Unsere Produkte. Wir liefern Ihnen:

  • Stirnräder
  • Innenzahnkränze
  • Schraubenräder
  • Schneckenräder
  • Kettenräder
  • Keilwellen
  • schrägverzahnte Räder
  • Sonderverzahnungen
  • Zahnstangen

Auch spielarm ausgelegt, mit optimierter Zahnfußfestigkeit, modulkorrigiert, ausgelegt für hohe Notlaufanteile, optimiert im Flankenspiel zur Geräuschminderung oder für den Einsatz bei hohen Betriebs­temperaturen.

Werkstoffe. Je nach mechanischer Belastung verarbeiten wir unverstärkte oder mit Glaskugel, Glasfaser und Kohlefaser verstärkte Kunststoffe. Besonders hohe Umgebungs­temperaturen fordern Hochleistungs­kunststoffe wie z. B. PEEK. Oder es werden elektrisch leitende Kunststoffe gegen statische Aufladung gebraucht.

Die Produktion. Wir produzieren Zahnräder im Spritzguss oder spanabhebend aus eigenem Halbzeug. Gestalt, Stückzahl, Größe, Werkstoff, Verzahnungsqualität und Einsatzbereich bestimmen das Herstellverfahren, der Werkstoff wiederum die endgültige Form des Zahnrades.

Werkstoffgerechte Form und Fertigung stehen im direkten Zusammenhang zu Qualität und Lebensdauer des fertigen Zahnrades. Wie Sie sehen, greifen verschiedene Faktoren, alle berechenbar, bei der Zahnradherstellung ineinander.

Prüfung und Überwachung. Zahnräder sind wichtige Funktionsteile. Mit Recht werden an ihre Qualität höchste Anforderungen gestellt. Wir fertigen nicht nur maßgenau und erreichen optimale Werkstoffeigenschaften, sondern wir steigern auch den hohen Qualitätsstandard mit neuen Messmethoden.

Die konventionellen Messmethoden (Ermitteln der Zahnmessweite, Zwei-Flanken-Abwälzprüfgeräte zum Ermitteln von Fi und fi, Profilprojektor zur Prüfung der Zahnform) haben wir durch neue Messmethoden ergänzt:

Mit Hilfe moderner Messmaschinen von ZEISS wird das Istprofil digitalisiert und mit dem Sollzustand verglichen, eventuelle Abweichungen werden protokolliert.

Tiefe Einblicke in das Materialgefüge und die Werkstoffeigenschaften des Zahnrades gibt uns die Morphologie.

Unsere Qualitätssicherung ist bereits seit 1993 nach EN ISO 9001 zertifiziert.

Vorteil für Kunststoffzahnräder

Zahnräder aus Kunststoff oder Metall? Von der spezifischen Flächen­pressung und dem Rückstell­vermögen.

Spanabhebend hergestellte Kunststoffzahnräder sind Metallzahnrädern selbst dann noch überlegen, wenn es um die Übertragung hoher Kräfte geht.

Die bei einem Drehmoment von 12000 Nm auftretenden hohen spezifischen Flächen­pressungen bewirken bei Stahlzahnrädern eine Werkstoffübertragung von Zahnflanke zu Zahnflanke (Fressen) und eine Verformung über die Streckgrenze (Bartbildung an den Seiten der Zahnflanken).

Zahnräder aus Kunststoff dagegen garantieren unter gleichen Einsatzbedingungen eine optimale störungs­freie Kraftübertragung. Denn Kunststoffzahnräder ...

  • haben eine hohe Eigenelastizität, das reduziert die spezifische Flächen­pressung
  • und PA oder POM verfügen über ein besonders hohes Rückstell­vermögen.
Stahlzahnräder fressen
Hart auf hart: Das berüchtigte Sandkorn im Getriebe, andere Störkörper oder Unebenheiten der Zahnflanken führen zum Fressen im Getriebe (Verschleiß bei Stahl/Stahl 12000 Nm).
Kunststoffzahnräder fressen nicht
Partnerschaft: Thermoplaste schonen sich und den Laufpartner aus Metall. Dank ihrer Eigenelastizität und ihres Rückstell­vermögens gleichen sie Unebenheiten und Störer aus (Kunststoff/Stahl bei 12000 Nm).

Spezifische Flächenpressung

Die Klügere gibt nach. Von der spezifischen Flächen­pressung und dem Rückstell­vermögen.

Laufrollen und Seilrollen aus Kunststoff sind ein hervorragendes Konstruktionsmittel, wenn der Laufpartner, z. B. das Drahtseil, geschont werden soll, bei hoher Lebensdauer der Rolle selbst.

Die Seilrolle aus Kunststoff verhält sich elastisch, die Einzeldrähte des Seiles drücken sich in die Oberfläche ein und es entsteht eine große Auflagefläche. Die spezifische Flächen­pressung verringert sich dadurch und die Lebensdauer des Seiles ist erfahrhungsgemäß um das 2 bis 4-fache höher als mit Metallrollen.

Auch bei Laufrollen verringert sich wegen der Elastizität die Hertzsche Flächen­pressung. Die Oberfläche der Laufbahn wird nicht angegriffen.

Weitere Vorteile von Rollen aus Kunststoff

  • hohe Laufruhe
  • gutes Dämpfungs­vermögen
  • hohe Verschleißfestigkeit
  • gute Korrosionsbeständigkeit
  • gut chemikalienbeständig
  • hohes Rückstell­vermögen
  • günstiges Verhältnis der Tragfläche zum Gewicht
  • wirtschaftliche Fertigung in der Zerspanung und im Spritzguss

Auslegung von Maschinenelementen

Maschinenelemente aus Gusspolyamid

Maschinenelemente aus Kunststoff. Dimensionieren und Auslegen leicht gemacht.

In stetig neuen Anwendungs­fällen beweisen Maschinenelemente aus Kunststoff ihre Überlegenheit gegenüber solchen aus Metall. Mit unseren Online-Formularen helfen wir Ihnen beim Auslegen von Zahnrädern, Gleitlagern, Rollen und Passfedern.

Die hervorragenden Materialeigenschaften, die einfachen und damit wirtschaftlichen Verarbeitungs­verfahren und die in der Formgebung fast unbegrenzten Möglichkeiten sind die Vorteile, die den Kunststoffen zu ihrem Siegeszug verhalfen.

Vorteile

  • verschleißfest
  • schlagfest
  • die Eigenelastizität reduziert die spezifische Flächen­pressung
  • das besonders hohe Rückstell­vermögen (PA und POM)
  • wartungs­frei, weil selbstschmierend
  • korrosionsbeständig
  • geräuscharm
  • optimale Notlaufeigenschaften

Werkstoffe

Je nach mechanischer Belastung verarbeiten wir unverstärkte oder mit Glaskugel, Glasfaser und Kohlefaser verstärkte Kunststoffe. Besonders hohe Umgebungs­temperaturen fordern Hochleistungs­kunststoffe, wie z. B. PEEK oder elektrisch leitende Kunststoffe gegen statische Aufladung.

Die Produktion

Wir produzieren Maschinenelemente im Spritzguss oder spanabhebend aus eigenem Halbzeug.

Kunststoffzahnräder auslegen

Zahnradberechnung. Kunststoffzahnräder aus Thermoplasten auslegen.

Die heute vorliegende Erfahrung in der Auslegung von Stirnzahnrädern aus Kunststoff ist sehr umfassend in der VDI-Richtlinie 2545 zusammengetragen. Auf dieser Grundlage haben wir ein Programm zur Auslegung von Kunststoffzahnrädern erstellt. Es berechnet Außenverzahnungen mit einem Eingriffswinkel von 20°.

Angaben zum Zahnrad. Bitte tragen Sie Ihre Angaben für das zu berechnende Zahnrad ein und klicken Sie dann auf den Knopf SENDEN. Sie erhalten postwendend das Rechenergebnis für das Kunststoffzahnrad. Selbstverständlich kostenlos.

Basiswerte Rad 1, Kleinrad
z1 =
n1 = [min-1]
x1 =
Basiswerte Rad 2, Großrad
z2 =
x2 =
Allgemeine Basiswerte
mn = [mm]
β = [ ° ]
b = [mm]
Leistung
Bitte wählen Sie die Berechnungsart aus:
P = [kW]
T1 = [Nm]
T2 = [Nm]
Einsatzbedingungen
T = [°C]
Abschätzung der Zahn- und Zahnflankentemperatur
A = [qm]
L = [h]
ED = [%]
Kontaktdaten
Anrede

Kunststofflaufrollen auslegen

Laufrollenberechnung. Auslegung von technischen Kunststoffteilen.

Ein Werkstoff für Laufrollen muss so beschaffen sein, dass Rolle und Laufbahn auch bei hohen Traglasten möglichst wenig verschleißen. Zur Geräuschminderung und Schonung nachfolgender Maschinenelemente, wie Lager, sollen Schwingungen gedämpft werden. Die Übertragung von Fahrgeräuschen auf Stahlkonstruktion oder Gebäude soll gemindert werden.

Diese Forderungen erfüllen in hohem Maße die thermoplastischen Kunststoffe

  • Polyacetal (POM)
  • Polybuthylentherephalat (PBT)
  • Polyamid 6 (PA 6)
  • Polyamid 66 (PA 66)
  • Gusspolyamid 6 G 210 (PA 6 G 210)

und im besonderen unsere Sondereinstellung

  • Gusspolyamid 6 G 212 (PA 6 G 212).

Diese Werkstoffe haben eine hohe Ermüdungs­festigkeit und ein gutes Rückstell­vermögen. Gegenüber herkömmlichen Rollenwerkstoffen, wie Stahl oder Stahlguss, haben sie einen niedrigeren Elastizitätsmodul. Infolgedessen verformen sie sich unter Last stärker als Stahl und bilden so eine größere Druckfläche; die spezifische Pressung wird kleiner. Gleichzeitig aber haben sie auch genügend Rückstell­vermögen, um die ursprüngliche Form schnell wieder anzunehmen.

Rollen aus diesen Werkstoffen werden wirtschaftlich spanabhebend aus Halbzeug hergestellt. POM, PA 6 und PA 66 können auch im Spritzgussverfahren verarbeitet werden.

Spritzgegossene Rollen werden aus fertigungs­technischen Gründen als Stegrolle (ausgespart und verrippt, maximale Wandstärke 15 mm) ausgebildet. Die Berechnung einer solchen Rolle ist aufwendig und soll hier nicht angesprochen werden.

Bitte tragen Sie Ihre Angaben ein und klicken Sie dann auf den Knopf SENDEN. Sie erhalten postwendend das Rechenergebnis. Selbstverständlich kostenlos.

Rolle
D = [mm]
B = [mm]
d = [mm]
b = [mm]
Laufbahn
Form der Laufbahn
r = [mm]
Allgemeine Basiswerte
T = [°C]
Fr = [N]
tr = [h]
Fb = [N]
v = [m/s]
Betriebsart
δz = [%]
Kontaktdaten
Anrede

Passfederverbindungen auslegen

Passfederverbindungen. Maschinenelemente aus Kunststoff auslegen.

Aufgrund Ihrer Angaben ermitteln wir für Sie den Istwert, den zulässigen Wert und die daraus resultierende Sicherheit für die Flächen­pressung. Bitte tragen Sie Ihre Angaben ein und klicken Sie dann auf den Knopf SENDEN. Sie erhalten postwendend das Rechenergebnis. Selbstverständlich kostenlos.
Basiswerte
D = [mm]
[Stück]
L = [mm]
H = [mm]
Ta = [°C]
T = [Nm]
Kontaktdaten
Anrede

Kunststoffgleitlager auslegen

Kunststoffgleitlager auslegen.

Zur Berechnung ist ein Lager zugrunde gelegt, das aus einer Stahlwelle, der Lagerschale aus thermoplastischem Kunststoff und dem metallischen Gehäuse besteht.

Es wird davon ausgegangen, dass die entstehende Reibungswärme zum Teil über die Welle und durch die Lagerschale über das Gehäuse abgeleitet wird. Die sich in der Lagerschale einstellende Temperatur bestimmt die Belastbarkeit. Durch Aufstellen einer Wärmebilanz wird versucht, die Betriebs­temperatur des Lagers zu berechnen. Daneben wird die Pressung ermittelt sowie der pv-Wert, der aber nur zum Vergleich herangezogen wird und nur für trocken laufende Lager durch Versuche bestätigt ist. Dagegen ist die Rechnung über die Lagertemperatur auch für geschmierte Lager durch Versuche untermauert.

Thermoplastische Lager können ohne Schmierung laufen, ohne dass es zur Materialübertragung (Fressen) kommt. Jede Schmierung, und sei es nur eine Einbauschmierung, reduziert jedoch den Reibungs­koeffizient und damit die entstehende Reibungswärme. Das erhöht die Dauerbelastbarkeit der Polymergleitlager.

Bitte tragen Sie Ihre Angaben ein und klicken Sie dann auf den Knopf SENDEN. Sie erhalten postwendend das Rechenergebnis. Selbstverständlich kostenlos.

Wählen Sie die Gleitlagerart
Basiswerte Lagerelement
di = [mm]
da = [mm]
b = [mm]
s = [mm]
Basiswerte Gleitpartner
Bearbeitungsrichtung
Rz = [μm]
Allgemeine Basiswerte
T = [°C]
Fr = [N]
tr = [h]
Fb = [N]
n = [U/min]
Lastart
ED = [%]
L = [h]
V = [%]
Kontaktdaten
Anrede