Um Drehmoment oder Drehzahl über eine oder mehrere Stufen zu ändern, kommen in einigen Getrieben Zahnräder zum Einsatz. Da häufig Zahnräder mit einer komplexen Evolventenverzahnung gefordert sind, die ohne Hilfsmittel nicht selbst konstruiert werden können, hat Igus vor zwei Jahren den Zahnradkonfigurator entwickelt. Dieser ist im letzten Jahr um die Konfiguration von Doppelzahnrädern erweitert worden. In wenigen Schritten muss der Anwender dafür nur die Daten seines Zahnrades wie Zahnmodul, Zähnezahl, Breite sowie Innendurchmesser der Bohrung angeben. Daraufhin wird automatisch ein 3D-Modell angezeigt, das als STEP-Datei exportiert werden kann. Mit dem Upload der Datei im 3D-Druckservice des Unternehmens lässt sich das konfigurierte Zahnrad aus dem langlebigen SLS-Material Iglidur I3 direkt bestellen.
Damit der Anwender auch die Lebensdauer seines verschleißfesten Zahnrads ermitteln kann, hat Igus jetzt den Zahnrad-Lebensdauerrechner entwickelt. Damit erhält der Nutzer in nur drei Schritten eine konkrete Aussage über die Lebensdauer und die Einsatzgrenzen seiner Zahnradpaarung.
In drei Schritten zur exakten Lebensdauer
Im ersten Schritt muss der Nutzer zunächst wieder die Zähnezahl, die Breite und den Zahnmodul der Zahnradpaarung eingeben. Hier kann der Kunde zwischen Zahnrädern aus einem Metall oder einem Kunststoff wählen. Im zweiten Schritt fragt das Tool nach der Geschwindigkeit und dem Drehmoment des großen oder kleinen Zahnrades – abhängig davon, von welchem Zahnrad die Werte vorliegen. Im letzten Schritt gilt es die Einschaltdauer des gedruckten Zahnrades, die Arbeitsweise, die Umgebungstemperatur und den Sicherheitsfaktor zu bestimmen. Auf Basis der angegebenen Parameter kann das Online-Tool die Lebensdauer des 3D-gedruckten Zahnrades in Sekunden ermitteln. So soll die Wartung bereits vorab planbar werden.
Gedruckte Zahnräder überzeugen im Schwenktest
Der Hochleistungskunststoff Iglidur I3 ist für die Fertigung von Verschleißteilen wie Zahnrädern im SLS-Verfahren entwickelt worden. Der Werkstoff ist sehr abriebfest und langlebig, das zeigt auch ein Versuch im Testlabor. Hier trat im Schwenktest bei 1440°, einer Geschwindigkeit von 0,1 m/s und einem Drehmoment von 2,2 Nm ein additiv gefertigtes Zahnrad aus Iglidur I3 gegen ein aus Polyoxymethylen (POM) gespritztes und ein aus POM gefrästes Zahnrad an. Alle Zahnräder besaßen 30 Zähne und eine Breite von 16 mm. Während das gespritzte Zahnrad aus POM schon nach 4000 Zyklen ausfiel und auch das gefräste POM-Zahnrad nach 12 500 Zyklen brach, hielt das Zahnrad aus dem Hochleistungswerkstoff fast 20 000 Zyklen stand.
Igus GmbH
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