Den richtigen Getriebemotor auswählen: Wichtige Auswahlkriterien

Was sind Getriebemotoren?

Getriebemotoren dienen dazu, die Eigenschaften (Drehmoment und Drehzahl) der Ein- und Ausgangswellen eines Mechanismus anzupassen – meist eines Elektromotors oder Verbrennungsmotors. Drehmoment beschreibt die Kraft, die von einer linearen Achse in eine rotierende umgewandelt wird. Durch die Veränderung der Kraft-/Drehzahl-Ausgabe kann der Betrieb einer Maschine präzise gesteuert und bessere Ergebnisse erzielt werden.

Kurz zu Drehmoment und Drehzahl

Getriebemotoren erhöhen das Drehmoment eines Motors, sodass das angetriebene Element unter dem Einfluss des neuen Drehmoments rotieren kann. Hersteller geben oft das minimale und maximale Drehmoment (in Newtonmetern, Nm) an, das ihre Produkte bewältigen können. Die Drehmomentdichte variiert je nach Getriebetyp. Beispielsweise weisen Planetengetriebe eine hohe Drehmomentdichte auf.

Ein weiterer Zweck des Getriebemotors ist die Reduzierung der Motordrehzahl. Dabei sollte das ideale Übersetzungsverhältnis für die jeweilige Anwendung berücksichtigt werden. Basierend auf der Motordrehzahl wird der Reduktionsfaktor verwendet, um die Ausgangsdrehzahl zu bestimmen. Diese Information wird von Herstellern auf ihren Produktseiten in Umdrehungen pro Minute angegeben.

Ein- und Ausgangswellen eines Getriebemotors können koaxial, parallel oder orthogonal zueinander angeordnet sein. Sie sollten prüfen, welche Art der Getriebemontage für Ihre Anwendung am besten geeignet ist. Dies hängt vom Verwendungszweck ab.

Arten von Getriebemotoren

Es gibt vier Haupttypen von Getrieben: Planetengetriebe, Schneckengetriebe, Stirnradgetriebe und Kegelradgetriebe. Jeder Typ hat seine Vor- und Nachteile. Sie müssen denjenigen wählen, der am besten zu Ihrem Verwendungszweck passt. Wenn Sie beispielsweise eine gute Leistung suchen, sollten Sie vielleicht ein Planetengetriebe statt eines Kegelradgetriebes in Betracht ziehen.

Die wichtigsten Getriebetypen im Überblick

• Planetengetriebe
• Schneckengetriebe
• Kegelradgetriebe
• Stirnradgetriebe

Wann sollte ein Planetengetriebe verwendet werden?

Ein Hauptmerkmal von Planetengetrieben ist die koaxiale Bauweise. Diese Montageart reduziert den Platzbedarf erheblich. Neben der kompakten Größe bieten Planetengetriebe hohe Effizienz, geringes Spiel und ein hohes Drehmoment-Gewichts-Verhältnis. Nachteilig sind ihre komplexe und teure Konstruktion, die spezialisierte Wartung erfordert.

Wir empfehlen Planetengetriebe für Anwendungen mit hoher Beschleunigung (Robotik) sowie für niedrige Drehzahlen bei hohem Drehmoment (industrielle Drehöfen). Sie werden auch häufig in Bearbeitungszentren, anderen Werkzeugmaschinen sowie in mobilen Maschinen für öffentliche und landwirtschaftliche Arbeiten eingesetzt.

Was zeichnet Stirnradgetriebe aus?

Getriebemotoren mit Stirnradsatz sind der häufigste Typ und für allgemeine Anwendungen geeignet. Die Zahnflanken der Stirnräder sind gerade und parallel zur Drehachse. Die einfache Konstruktion macht sie kostengünstig in der Fertigung, weshalb Stirnradgetriebe branchenübergreifend bevorzugt werden.

Der Hauptvorteil eines Stirnradgetriebes ist, dass es bis zu 50 % mehr Drehmoment liefert als Planetengetriebe mit vergleichbaren Stirnrädern. Die Drehmoment- und Drehzahlübertragung ist geradlinig und daher effizient, was das Gerät ideal für Hochgeschwindigkeitsanwendungen macht – meist zur Drehzahlerhöhung. Allerdings verursachen die geraden Zahnflanken bei Schalt- und Eingriffsvorgängen unvermeidlich lautere Geräusche.

Wann sollte ein Schneckengetriebe verwendet werden?

Schneckengetriebe haben senkrecht zueinander stehende Ein- und Ausgangswellen. Sie werden allgemein für Anwendungen mit sehr hohen Übersetzungsverhältnissen eingesetzt. Der Mechanismus von Schneckengetrieben ist nicht rückwärtsgängig – das heißt, das Schneckenrad kann die Schnecke nicht antreiben. Der Vorteil dieser Irreversibilität ist eine höhere Systemsicherheit. Schneckengetriebe sind günstiger als Planetengetriebe und leiser. Sie vibrieren nicht, erzeugen wenig Lärm und sind angenehmer im Betrieb.

Wie Planetengetriebe heizen sich Schneckengetriebe aufgrund ihrer Kompaktheit schnell auf. Sie weisen auch unterschiedliche Leistungsgrade auf. Die Leistung lässt sich durch Kombination mit anderen Getrieben und Antrieben verbessern. Schneckengetriebe eignen sich ideal für Förderbänder, Winden und Handhabungsaufgaben.

Wann sollte ein Kegelradgetriebe verwendet werden?

Das Hauptmerkmal von Kegelradgetrieben ist ihr gewinkelter Bell-Kurbel-Mechanismus, der es ermöglicht, das Drehsystem der Maschine zu ändern. So kann vom lateralen zum longitudinalen Drehsystem gewechselt werden. Kegelräder sind kompakt und robust. Sie können hohe Leistungen übertragen. Wenn Sie hohes Drehmoment benötigen, empfehlen wir diese Technologie. Die Festigkeit ihrer Zähne ermöglicht den Einsatz mit Drehstrom-Asynchronmotoren, Synchronmotoren oder Asynchron-Servomotoren.

Kegelräder laufen leise, was ihre Nutzung angenehm macht. Sie bieten einen hohen Wirkungsgrad und sind energieeffizient. Allerdings bleibt ihr Wirkungsgrad unter dem von Planetengetrieben. Kegelräder sind zudem sehr teuer und wartungsintensiv. Typische Anwendungen sind leistungsstarke Förderbänder sowie mobile Maschinen in der Landwirtschaft und im öffentlichen Bauwesen.

Wie berechnet man die Abmessungen eines Getriebemotors?

Zur Berechnung der Getriebeabmessungen müssen Sie die richtige Welle auswählen. Es gibt drei verschiedene Wellenorientierungen: orthogonal, koaxial und parallel.

Bei orthogonaler Wellenorientierung stehen Ein- und Ausgangswelle senkrecht zueinander. Dies ist oft bei Kegelrad- und Schneckengetrieben der Fall. Orthogonale Anordnungen finden sich auch in Industrieanlagen und Differentialgetrieben von Fahrzeugen. Bei koaxialer Orientierung sind Ein- und Ausgangswelle fluchtend – typisch für Planetengetriebe oder Getriebe in Motoren und Turboprop-Triebwerken der Luftfahrt. Bei paralleler Orientierung verlaufen die Wellen parallel zueinander.