Leistungsdichte

Die Leistungsdichte bei Getriebeanwendungen wird stark von der Belastbarkeit der Verzahnung der Gegenräder beeinflusst. Isotropes Superfinishing kann die zulässige Leistungsdichte erheblich verbessern, indem es die Haltbarkeit einer Oberfläche und damit ihre Belastbarkeit erhöht.

In Bezug auf Zahnräder wird bei der Langlebigkeit nach ISO 6336 Lochfraß als Ausfallart berücksichtigt. Für den Rauheitsfaktor wird die relative mittlere Rauheit von Spitze zu Tal (Rz) herangezogen, wobei mit abnehmender Rauheit die zulässige Kontaktspannung steigt. Isotropes Superfinish senkt die Rz einer Oberfläche auf unter 1 µm, was eine wesentlich haltbarere Oberfläche erzeugt.

Wie deutlich ist die ableitbare Verbesserung? Langlebigkeit in Form von Lochfraßbeständigkeit ist ein Bereich, der in Bezug auf die isotrope Superfinishing-Technik ausgiebig erforscht wurde. Eine solche Studie von Paul Niskanen et al[1] untersuchte die Auswirkungen des isotropen Superfinishings auf Spiralkegel-Zahnräder unter Verwendung eines Kraftumlauf-Lochfraß-(Kontakt-)Ermüdungsprüfstands. In dieser Studie wurde gezeigt, dass Zahnräder nach isotropem Superfinishing mit einem Ra von 0,05–0,08 µm die Ausgangs-Versagensergebnisse eines präzisionsgeschliffenen Zahnrades mit einem Ra von 0,23–0,3 µm um etwa das Dreifache übertreffen. Ähnliche Ergebnisse wurden bei einer Reihe von formalen Prüfverfahren und Szenarien erzielt, die unterschiedliche Getriebekonstruktionen und Anwendungen umfassten.

Die REM-Verfahren ISF® und Rapid ISF® erhalten die Form der Zahnradflanken und verringern erheblich ihre Rauheit, während gleichzeitig eine optimale Oberflächentextur erzeugt wird. Diese Verbesserungen der Zahnradqualität eröffnen zwei Möglichkeiten der Konstruktionsoptimierung: die Last auf die Oberfläche zu erhöhen, da diese belastbarer ist, oder die Flankenbreite bei gleicher Last zu reduzieren und damit das Systemgewicht zu verringern (Hinweis: Die Reduzierung der Flankenbreite/Zahnradgröße setzt voraus, dass die Biegeermüdung keine Konstruktionsgrenze darstellt). Beide Optionen erhöhen die Leistungsdichte eines Getriebes. Alternativ kann die erhöhte zulässige Leistungsdichte/Belastungsfähigkeit als Erhöhung der Betriebssicherheit des Getriebes genutzt werden. In jedem Fall ist das Getriebe verbessert worden.

Die ISF-Verfahren von REM können auf eine Vielzahl von Bauteilarten, -größen und Metallen angewendet werden. Diese Verfahrenstechniken sind über eine ausgelagerte Verarbeitung in einer REM-Einrichtung oder als technische Installation bei Kunden vor Ort verfügbar. Kontaktieren Sie uns noch heute, um mehr zu erfahren oder ein Projekt zu starten.

 

[1] Niskanen, P. W., Manesh, A., Morgan, R., „Reducing Wear With Superfinish Technology“, AMPTIAC Quarterly, Band 7, Nummer 1-2003, S. 3–8.