Probleme minderwertiger Kunststoffzahnräder
27 Mai 2024
In einem vorherigen Artikel haben wir erklärt, was Qualität im Zusammenhang mit Kunststoffzahnrädern bedeutet. Wir haben festgestellt, wovon sie abhängt und welche Instrumente geeignet sind, den erreichten Präzisionsgrad zu bestimmen. In diesem neuen Artikel werden wir hingegen untersuchen, welche Probleme ein minderwertiges Technopolymer-Getriebeelement oder -Zahnrad verursachen kann.
Häufige Fehler bei der Herstellung von Kunststoffzahnrädern
Eine unvorsichtige und ungenaue Produktion kann eindeutig zu einer schlechten Qualität der hergestellten Zahnräder führen. Herstellungsfehler bei Kunststoffzahnrädern wirken sich auf eine Reihe miteinander verbundener Faktoren aus, die zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften führen.
In den letzten Jahren hat Stagnoli zahlreiche Studien und Tests durchgeführt, bei denen die Belastungsentwicklung der ein Zahnrad ausgesetzt ist, in Abhängigkeit von der Biegung des Zahns während des Eingriffs bewertet wurde. Das ideale Modell eines Zahnrads mit perfekter Geometrie wurde mit Zahnrädern verglichen, deren Präzisionsgrad von Qualitätsklasse 8 bis 12 reichte.
Es wurde festgestellt, dass ab der Qualitätsklasse 10 beim Eingriff nur noch ein Zahn statt zwei, wie beim Idealmodell, zum Einsatz kommt. Dabei gilt: Je größer die Anzahl der ineinander greifenden Zähne, d.h. je größer der Überlagerungsfaktor, desto besser ist die Lastverteilung und desto geringer ist die Belastung des einzelnen Zahns.
Wie aus der Grafik hervorgeht, wirkt sich eine Verbesserung der Qualitätsklasse des Zahnrads von Q12 auf Q11 wesentlich stärker auf den Belastungsabbau aus als eine Verbesserung der Qualität des Zahnrads von Q9 auf Q8.
Die Qualität des Zahnrads wirkt sich auch auf die Wärmeentwicklung und die entsprechende Betriebstemperatur des Kunststoffzahnrads aus, wie in der nächsten Grafik dargestellt. Im Vergleich zu einem Zahnrad der Qualitätsklasse 10 weist das Zahnrad der Qualitätsklasse 12 bei gleicher Drehzahl und gleicher Belastung einen abrupteren Temperaturanstieg um bis zu +10° C auf.
Geräuschpegel von minderwertigen Kunststoffzahnrädern
Ein weiterer Aspekt, der bei der Beurteilung der Qualität eines Kunststoffzahnrads nicht außer Acht gelassen werden darf, ist der Geräuschpegel. Ein minderwertiges Zahnrad weist natürlich einen höheren Geräuschpegel auf, was sich durch Fehler beim Eingriff bemerkbar macht und zu einer Zunahme der Vibration führt. Die nachstehende Grafik zeigt die Dezibelwerte, die bei der Analyse zweier Zahnrädern erreicht werden, die sich mit derselben Geschwindigkeit drehen und derselben Belastung ausgesetzt sind.
Unter diesen spezifischen Bedingungen kann festgestellt werden, dass der Unterschied zwischen einem Getriebe der Qualitätsklasse 10 und einem Getriebe der Qualitätsklasse 12 etwa 5 dB beträgt: Der Geräuschpegel ist also dreimal niedriger, da es sich bei der dB-Skala um eine logarithmische Skala handelt.
Die Hauptprobleme eines minderwertigen Kunststoffzahnrads
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die größten Probleme, die ein minderwertiges Zahnrad verursachen kann, folgende sind:
- Fehler beim Eingriff mit zunehmender mechanischer Belastung eines einzelnen Zahns;
- Erhöhung der Temperatur und damit einhergehende Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften;
- Erhöhter Lärmpegel.
Lösungen für Präzisionszahnräder
In den letzten Jahren hat die Forschung und Entwicklung neuer Lösungen für die Konstruktion von Antriebselementen aus Kunststoff und für die Herstellung von verzahnten Werkzeugen und Formen zu Ergebnissen geführt, die unter der Qualitätsklasse 10 liegen.
Aus dem nachstehenden Bericht geht hervor, dass die kumulative Tonhöhenabweichung innerhalb der Klasse Q7 liegt. Das bedeutet, das diese Qualität mit der eines Präzisionszahnrads aus Stahl zu vergleichen ist. Mit Kunststoffzahnrädern sind wir bei Stagnoli daher nicht nur in der Lage, die Einhaltung dieser hohen Qualitätsstandards zu garantieren, sondern sie auch mit Berichten für jede Produktionscharge aufrechtzuerhalten und zu zertifizieren: ein grundlegender Aspekt für die Lösung von Problemen und die Behebung von Fehlern bei bestehenden Projekten und Produkten unserer Kunden, der es uns ermöglicht hat und weiterhin ermöglicht, uns vom Großteil unserer Mitbewerber abzuheben.
Stagnoli ist bestrebt, technische Lösungen auf hohem Niveau anzubieten und hohe, zertifizierte Qualitätsstandards zu garantieren, was die Position des Herstellers im Bereich der Kunststoffzahnräder bestätigt. Wenn Sie auf der Suche nach einem zuverlässigen Partner für die Entwicklung von Technopolymer-Zahnrädern sind, kontaktieren Sie uns und schildern Sie uns Ihre spezifischen Anforderungen.
