Kugelgetriebe
Die Grundfrage der Entwicklung des Kugelgetriebes war, ob eine auf reinem Rollen basierende, formschlüssige Verbindung mit der Zwischenschaltung von Wälzkörpern existiert.
Artikel: Die Vorgeschichte und der Grundgedanke des Kugelgetriebes
Die Grundvoraussetzung für ein reines Rollen ist die geometrische Skalierung: den Wälzkörper führen wir in einer räumlichen Bahn zwischen die Getriebeelemente, die zusammengeschalten sein sollten. Auf den Rollbahnen zwischen den zusammengeschaltenen Nutpaaren sind die Bogenlänge eine gegebene Zeit identisch, die in den Berührungspunkten gesetzten Tangentenebenenpaare sind jederzeit parallel.
Neben des Kriteriums des reinen Rollens müssen zusätzlich die Eingangsparameter in Betracht genommen werden. Diese (Rad-, Wellen-Winkel-, Getriebe-, Wälzkörpergröße, die relativenDrehrichtungen, ein Punkt der Bahn des sich bewegenden Wälzkörpers zwischen des Antriebs- und des angetriebenen Körpers und die Lastübertragungsrichtung) bestimmen die Geometrie der Antriebselemente und der Nuten.
Funktionsprinzip
Die Wälzkörper bewegen sich zwischen dem Antriebs- und des angetriebenen Körper auf einer wohl definierten Bahn, während sie die Nuten abrollen. Die aus der Verbindung tretenden Wälzkörper werden durch eine Rückleitungsbahn an den Anfang der Verbindungsbahn geführt, wo sie erneut zwischen den Antriebs- und den angetriebenen Körper treten.
Video: Funktionsprinzip vom Kugelgetriebe
Artikel: Das Funktionsprinzip des Kugelgetriebes
Designmöglichkeiten
Mit dem Kugelgetriebe kann jegliche Wellenanordnung (parallel, windschief, sich schneidende) realisiert werden, außerdem kann äußere und innere Verzahnung, so wie Zahnleistengetriebe mit verschiedener Radanordnung, nämlich wo dessen Achse parallel mit der Leistenebene liegt oder einen Winkel damit einschließt, gefertigt werden. Der Konstrukteurs genießt hochgradige Freiheit bei der Einplanung des Kugelgetriebes. Einerseits, weil der große Vorteil dieses Getriebes ist, dass der Wirkungsgrad unabhängig von der Wellenanordnung ist. Andererseits tragen noch die Tatsachen, dass das Größenverhältnis des Antriebs- und des angetriebenen Körpers unabhängig von der Übersetzung ist und außerdem die relative Drehrichtung auch frei wählbar ist, zum flexiblen Design bei.
Vorteile
- Kein Risiko der Einfressung
- Wirkungsgrad ist unabhängig von der Wellenanordnung
- Bei größeren Übersetztungen kann wegen der AEnderbarkeit des Größenverhältnisses von den Rädern das Kugelgetriebe um 45% kleinere Größe haben, als die gleich belastbaren traditionellen Winkelgetriebe
- das Größenverhältnis des Antriebs- und des angetriebenen Körpers ist unabhänging von der Übersetzung
- Die relative Drehrichtung ist auch ohne Abstandhalter frei wählbar, es ist ein aufnehmbarer Parameter bei der Berechnung
- Aus den vorigen kommt die hochgradige Freiheit des Konstrukteurs hervor
- Kleines Antriebsmoment wegen des hohen statischen Wirkungsgrades (nur sehr kleine Haftreibung)
- Anzahl der zur selben Zeit im Kontakt stehenden Zähne kann sogar über 20 sein!
Wegen der großen Anzahl der Verbindungen gleichen sich die Fehler statistisch
aus, das Getriebe wird genau. - Wegen der großen Anzahl der Verbindungen gleichen sich die Fehler statistisch aus, das Getriebe wird genau.
- Das Spiel kann leicht eliminiert werden: ähnlich wie bei der Kugelgewindetrieb-Mutter Verbindung kann das Spiel durch elastisches Einspannen behoben werden.
- Nicht empfindlich auf Schmierung und Temperatur.
Artikel: Die Vorteile des Kugelgetriebes
Anwendungsgebiete
Wegen zahlreichen Vorteilen, wie z.B. die Unempfindlichkeit auf niedrige Temperaturen und die Schmierung, ist das Kugelgetriebe hervorragend in der Luftfahrtechnik, im Weltraum und in der Vakuumtechnik anwendbar. Weiterhin liegt dessen Anwendung in der Medizin- und Lebensmittelindustrie auf der Hand, wo die Produkte mit keinerlei fremden Stoffen (zB. Schmiefstoff) verschmutzt werden dürfen.
Artikel: Die möglichen Anwendungsmöglichkeiten des Kugelgetriebes
