Lines suggesting a technical drawing of a gearbox over a mechanical shaft

Kegelradgetriebe

Ob als Fuß-, Aufsteck- oder Flanschausführung: Die Kegelradgetriebe von KEB stehen dem Anlagen- und Maschinenbau in verschiedenen Varianten zur Verfügung und überzeugen durch ihre technischen Merkmale. Doch was genau kennzeichnet die Getriebe? Auf dieser Seite erfahren Sie alles, was Sie über die spannende Technologie der Kegelradgetriebe wissen müssen.

Das platzsparende Winkelgetriebe

Kegelradgetriebe zählen zu den Winkelgetrieben. Und damit wird bereits einer der zentralen Unterschiede zu Stirnrad- oder Flachgetrieben beschrieben. Denn im Gegensatz zu diesen ist die Abtriebswelle beim Kegelradgetrieben um 90 Grad zur Achse des Antriebs versetzt. Dadurch kann der Antrieb besonders platzsparend eingebaut werden. Bei Winkelgetrieben besteht die Möglichkeit, den Anbau ähnlich wie beim Flachgetriebe zu gestalten. Dabei ermöglicht das Aufstecken des Getriebes eine schnelle und einfache Montage. Wie beim Stirnradgetriebe kann ein Kegelradgetriebe aber auch als Fußausführung aufgebaut werden.

Kegelradgetriebe in Fußausführung mit Synchronservomotor

Auf einen Blick: Was sind die Vorteile von einem Kegelradgetriebe?

Platzsparend: Durch die Anordnung von An- und Abtriebswelle im Winkel zueinander
Besonderheit: Kegelradgetriebe ermöglichen die Umsetzung der Drehbewegung um 90 Grad
Einfache Montage: Möglichkeit, das Getriebe aufzustecken
Wandelbar: Verschiedene Varianten wie Fuß-, Aufsteck- oder Flanschausführung sind bei KEB erhältlich
Effizient: Der Wirkungsgrad der Kegelradgetriebe von KEB liegt zwischen 94 und 96 Prozent
Flexibel: Die Anordnung der Zahnräder lässt die Nutzung von Vollwellen und unterschiedlichen Hohlwellen zu

Schnittmodell eines Kegelradgetriebes. Die Zahnräder sind deutlich sichtbar. Besondere Bereiche sind zum besseren Verständnis deutlich markiert, wie z.B. die Schnittflächen in gelb — Schnittmodell eines Kegelradgetriebes

Wie funktioniert ein Kegelradgetriebe?

Kegelradgetriebe sind Zahnradgetriebe, die dann zum Einsatz kommen, wenn Drehmoment und Drehbewegung zwischen Antrieb (z.B. Motor) und Maschine übertragen werden müssen. Dabei besteht das Getriebe aus zwei oder mehr Zahnrädern und kann ein- oder mehrstufig aufgebaut sein. Die eigentliche Besonderheit des Kegelradgetriebes liegt in der winkelförmigen Anordnung der Antriebswelle und der Abtriebswelle zueinander. In der Regel entspricht der Winkel 90 Grad, es sind aber auch andere Winkelrealisierbar. Dabei haben die Achsen der jeweiligen Wellen in den meisten Fällen einen gemeinsamen Schnittpunkt. Ein Vorteil im Aufbau des Kegelradgetriebes liegt darin, dass die Kegelräder aufeinander abrollen, was zu einem besonders geringen Reibungswiderstand in der Bewegung führt. Das Übersetzungsverhältnis der KEB Kegelradgetriebe liegt bei 1:5 bis 1:180. In Kombination mit anderen Getrieben sind auch Übersetzungsverhältnisse bis zu 1:19.000 umsetzbar, die darüber hinaus gehen.

Die einzelnen Zahnräder sind gerade oder schräg verzahnt – bei KEB erfolgt die Verzahnung schräg – und übertragen auf diese Weise mit hoher Präzision das Drehmoment. Konkret wird das größere Kegelrad (das sogenannte Tellerrad) von einem kleineren Kegelrad (Ritzel) angetrieben. Durch die schräge Verzahnung ergibt sich eine vergleichsweise komplexe Geometrie, weshalb nicht selten spezielle Maschinen, Vorrichtungen und Werkzeuge zur Fertigung der Getriebe benötigt werden.

Bei KEB sind Kegelradgetriebe im Baukastensystem verfügbar. Das bedeutet, dass pro Getriebeausführung aus unterschiedlichen Gehäuseausführungen und Abtriebswellen gewählt werden kann. Je nach individuellem Bedarf lässt sich so etwa eine Aufsteckausführung auswählen, um von einer besonders simplen Montage zu profitieren. Genauso sind aber auch Fußausführungen mit Vollwelle konfigurierbar. Darüber hinaus sind mit den Getrieben auch verzahnte Hohlwellen oder Klemmverbindungen möglich.

Ist ein Kegelradgetriebe immer selbsthemmend?

Kegelradgetriebe sind nicht selbsthemmend. Die Kegelradgetriebe von KEB verfügen über einen Wirkungsgrad von 94 bis 96 Prozent. Dieser ergibt sich aus der Anzahl der Übersetzungsstufen (zweistufig oder dreistufig), da jede Stufe mit einem Verlust von rund zwei Prozent zu berücksichtigen ist. Das bereits beschriebene Abrollen der Zahnräder aufeinander und der daraus resultierende geringe Reibungswiderstand sorgt für den Wirkungsgrad, der im Vergleich zu Schneckengetrieben hoch ist.

Dieser hohe Wirkungsgrad weist bereits darauf hin, dass Kegelradgetriebe nicht selbsthemmend sind, da die Selbsthemmung im Kern ein umgekehrter Effekt des Wirkungsgrads ist. Kegelradgetriebe können in der Anwendung von einer Last zurückbewegt werden – ein Effekt, der manchmal gewollt ist und manchmal nicht. Wäre das Getriebe selbsthemmend würde sich dieses nicht von der Last zurückbewegen lassen. Wie sieht das in der Praxis aus? Wenn etwa eine Hubanwendung eine Last in die Höhe befördert, wird über den Motor Antriebskraft in das Getriebe eingebracht, wodurch sich die Anwendung bewegt. Wird der Motor nun ausgeschaltet, kann die Last wieder zurückfahren, da keine Selbsthemmung des Kegelradgetriebes vorliegt. Für diesen Fall finden sich im Bremsenportfolio von KEB entsprechende Lösungen. So bieten in zum Beispiel Hubanwendungen die etablierten Federkraftbremsen wie die COMISTOP 38 verlässlichen Halt.

Grundsätzlich sind selbsthemmende Getriebe dann von Vorteil, wenn es in einer Anwendung darauf ankommt, dass sich eine Last nicht von selbst bewegt, wenn der Antrieb abgeschaltet ist. Dies ist zum Beispiel beim Schneckengetriebe der Fall. Die Selbsthemmung hängt darüber hinaus von mehreren Faktoren ab. So spielt der Reibungskoeffizient zwischen den Zahnflanken und dem Steigungswinkel der Schnecke eine wichtige Rolle. Ein hoher Reibungskoeffizient und ein kleiner Steigungswinkel begünstigen die Selbsthemmung. Mehr zum Schneckenradgetriebe erfahren Sie auf der entsprechenden Technologieseite.

Welche Kegelradgetriebe-Ausführungen bietet KEB an?

Aufsteckausführung mit Drehmomentstütze + Hohlwelle mit Schrumpfscheibe

Aufsteckausführung + Fußfläche mit Hohlwelle

Flanschausführung + Fußfläche mit Hohlwelle

Die Wascheinheiten in einer Zugwaschanlage. Deutlich sichtbar sind auch die dort verwendeten Kegelradgetriebe — Mehrere Kegelradgetriebe in einer Waschanlage für Lokomotiven

Wann werden Kegelradgetriebe eingesetzt?

Die Antriebskomponenten von KEB finden sich in zahlreichen Bereichen des Anlagen- und Maschinenbaus. Durch den winkligen Aufbau des Kegelradgetriebes ergeben sich kompakte Maße – ein wichtiger Vorteil in all jenen Applikationen, in denen begrenzter Platz vorhanden ist. Durch ihre Eigenschaft, auch mit anderen Getrieben kombiniert zu werden, ergeben sich weitere Einsatzmöglichkeiten, denn Doppelgetriebe sind für hohe Untersetzungen oder geringe Abtriebsdrehzahlen notwendig.

Vor diesem Hintergrund lassen sich nicht pauschal Anwendungsfälle für Kegelradgetriebe bestimmen, da immer individuell mit den Experten von KEB die jeweils effektivste Getriebelösung für die entsprechenden Anforderungen ausgewählt wird. Ein Beispiel, in dem sich der Einsatz von Kegelradgetrieben anbietet, sind Förderbänder: Würde man hier etwa ein Flachgetriebe aufsetzen, würde dieses voraussichtlich zu weit aus der Anwendung herausragen. Ein im Winkel ausgelegtes Kegelradgetriebe spart Bauraum, da der Antrieb nah an der Anwendung platziert werden kann.

Ein weiterer Praxisfall, in dem es auf eine platzsparende Getriebeintegration ankommt, findet sich mit Blick auf den Bereich Intralogistik und den Betrieb von Regalbediengeräten. In der Regel ist es für die Betreiber relevant, die Gassen zwischen den Hochregalen möglichst nah beieinander zu haben. Daher sind auch hier Antriebslösungen gefordert, die mit dem begrenzt zur Verfügung stehenden Raum auskommen. Aus diesem Grund werden in diesem Fall nicht selten Kegelradgetriebe für den Hauptantrieb ausgewählt.