Zahnräder und Keilwellen

Zahnräder sind Maschinenelemente, die Momente über Drehbewegung von Wellen durch den Eingriff geeignet angeordneter Zähne, ohne das Auftreten von Schlupf übertragen. Grundlegend unterscheidet man zwischen offen laufenden Zahnrädern und Zahnrädern, die in geschlossenen Getrieben mit Tauchschmierung betrieben werden. Des Weiteren werden Zahnräder aus Stahl und Kunststoff unterschieden.

Durch die Entwicklung in der Getriebetechnik ist das Gewicht der Zahnräder gegenüber der Leistung stark gesunken. Die Beanspruchung des Schmierstoffs ist dabei entsprechend stark angestiegen, insbesondere im Hinblick auf verschleiss- und fressverhindernde Eigenschaften und die Stabilität bei hohen Getriebetemperaturen. Auch werden vermehrt Kunststoffzahnräder, wegen der Geräuschminderung, Schwingungsdämpfung, Korrosionsfestigkeit oder kleineren Reibwerten, eingesetzt.

Das bedeutet, dass auch zukünftig verstärkt Spezialschmierstoffe für die Schmierung von Getrieben eingesetzt werden.

Typisch für die Reibungsverhältnisse an Zahnrädern ist, dass in regelmässigen, kurzen Zeitabständen sehr hohe mechanische Belastungen zwischen den Zahnflanken entstehen. Der eingesetzte Schmierstoff wird also kurzzeitig stark belastet und wieder entlastet. Je nach Belastungsverhältnissen können nacheinander Hydrodynamik, Elastoydrodynamik, Mischreibung und im extremen Fall bei Zusammenbruch des Schmierungssystems sogar Grenzreibung auftreten.

Der eingesetzte Schmierstoff dient sowohl der Aufnahme von mechanischer Belastung als auch der Verminderung der Zahnflankenreibung bei der Gleitbewegung der Zähne aufeinander und damit der Verbesserung des Wirkungsgrads der Verschleissreduktion, der Abfuhr von Reibungswärme und der Minderung von Geräuschen, die beim Aufeinanderprallen der Zahnflanken entstehen.

Bei der Vielfalt der Getriebearten, der Betriebsanforderungen, der Umgebungseinflüsse und Einsatz-Temperaturbereiche ist die Schmierstoffauswahl ein wichtiger Faktor für die Betriebssicherheit und Lebensdauer der betreffenden Konstruktion.

Keilwellenverbindungen übertragen das Mehrfache an Drehmomenten als Passfeder- oder Gleitfederverbindungen. Sie eignen sich zur Übertragung von stossartigen und intermittierenden Momenten bzw. Kräften. Die Krafteinleitung ist durch die Übertragung auf den gesamten Umfang gleichmässiger. Keilwellen sind sowohl als feste Welle-Nabe-Verbindungen als auch als axialbewegliche Verbindungen einsetzbar.

Ihr Einsatz erfolgt vorwiegend im Kraftfahrzeugbau, im Landmaschinenbau sowie im Werkzeugmaschinenbau, wo sie als axialbewegliche Verbindung bei Verschieberädergetrieben verwendet werden. 

Keilwellenverbindungen sind vielfach stossartigen Betriebe und wechselnden Drehmomenten ausgesetzt. Hohe Flankenpressungen verbunden mit geringen Relativbewegungen, führen zu Passungsrost. Axialbewegliche Keilwellen werden dadurch in Ihrer Funktion gestört, es kommt zum Blockieren.

Deswegen beziehen sich Schmierungstechnische Forderungen bei Keilwellen primär auf die Verhinderung von Tribokorrosion. Normale Öle und Fette eignen sich nur in geringer Masse, wogegen verschiedene Festschmierstoffe in Pasten und AF-Coatings bewährte Komponenten zur Verhinderung von Passungsrost darstellen. Darüber hinaus kann durch die Anwendung von Festschmierstoffkombinationen das Druckaufnahmevermögen gesteigert werden.

Molykote 1122
Molykote P-40
Molykote G-4700
Molykote G-2003
Molykote G-Rapid plus
Molykote D-321 R
Molykote YM-103
Molykote EM-30L
Molykote HP-870