Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Optimierte Schmierung zur verbesserten Verschleißtragfähigkeit von Schneckengetrieben unter Berücksichtigung örtlich aufgelöster Kontaktverhältnisse

Schneckengetriebe zeichnen sich durch ihre hohe Übersetzung in einer Stufe, eine kompakte Bauweise, die Möglichkeit zur Selbsthemmung sowie ein geräuscharmes Laufverhalten aus und bilden so für diverse Anwendungen das ideale Getriebekonzept.

Das Betriebsverhalten und die Tragfähigkeit von Schneckengetrieben werden maßgeblich durch deren Schmierung beeinflusst. Bislang wurden keine systematischen Untersuchungen zur Auswirkung der Schmierstoffzusammensetzung sowie des Schmier-stoffvolumens bei den Schmierungsarten Tauch- und Einspritzschmierung auf die Verschleißtragfähigkeit von Schneckengetrieben durchgeführt. Auch in genormten Berechnungsverfahren wird die Schmierstoffzusammensetzung nur begrenzt erfasst. Weiterhin wird nicht zwischen unterschiedlichen Einspritzmengen bzw. Schmierstoffvolumina differenziert.

Im beantragten Forschungsvorhaben werden daher systematische theoretische Untersuchungen sowie Komponenten- und Modellversuche zu oben aufgeführten Einflussfaktoren durchgeführt mit dem Ziel das Potential einer optimierten Schmierung zu erfassen.

Das angestrebte Ergebnis der theoretischen Untersuchungen ist ein Modell zur Berechnung der Verschleißtragfähigkeit von Schneckengetrieben unter Berücksichtigung örtlich aufgelöster Kontaktverhältnisse, um die betrachteten Einflussparameter bei der Auslegung von Schneckengetrieben berücksichtigen zu können. Bei Abschluss des Vorhabens liegt somit eine detailliertere Verschleißberechnung von Schneckengetrieben vor, welche eine verbesserte Vorhersage des Verschleißverhaltens von Schneckengetrieben ermöglicht. Dies erlaubt eine Steigerung der Leistungsdichte oder Lebensdauer bzw. ein Downsizing von Schneckengetrieben, was in Kosten- und Effizienzvorteilen vor allem für kleine und mittlere Unternehmen resultiert.

Ergebniszusammenfassung:

Das Ziel des Vorhabens ist es, die Auswirkungen der Schmierstoffzusammensetzung und der Schmierstoffmenge auf das Verschleißverhalten von Schneckengetrieben für die Paarung Stahlschnecke und Bronzerad zu untersuchen und ein tieferes Verständnis für das Verschleißverhalten im Schneckenzahnkontakt mittels lokal aufgelöster Modelluntersuchungen an einem Zweischeibenprüfstand zu schaffen.

Insgesamt zeigt sich, dass mithilfe eines entwickelten Berechnungsmodells für den untersuchten Modellwälzkontakt Rückschlüsse auf das Verschleißverhalten im komplexeren Schneckenzahnkontakt möglich sind. Dies bietet die Chance, zukünftig eine Beurteilung der Verschleißtragfähigkeit von typischen Werkstoff-Schmierstoffpaarungen für Schneckengetriebe mit der vorgestellten Versuchsmethodik vorzunehmen.

Die Ergebnisse der Modell- und Komponentenversuche zeigen weiterhin, dass die untersuchten optimierten Schmierstoffe Potential zur Tragfähigkeitssteigerung bieten. Eine optimierte Schmierung hinsichtlich Schmierstoffzusammensetzung und -menge resultiert in teils deutlichen Verbesserungen der Verschleißtragfähigkeit von Schneckengetrieben.