Belastbarkeit von Beveloidantrieben

Forschung im Bereich Antriebstechnik

In Zusammenarbeit mit der REINTJES GmbH wurden Beveloidverzahnungen für Schiffsgetriebe mittlerer Leistung entwickelt, die vorzugsweise in großen Luxusyachten zum Einsatz kommen.

Motivation

Aufgrund des Einsatzes von Beveloidrädern ergibt sich eine kompakte Konstruktion: Motor und Propellerwelle können in V-Anordnung im Schiff eingebaut werden, um möglichst wenig Bauraum einzunehmen. Der Schiffsdieselmotor kann somit weit im Heck des Schiffs untergebracht werden, um möglichst wenig Platz für den Motorraum zu beanspruchen.

Schiff Schiffwelle

Herstellung / Auslegung der Verzahnung

Beveloidräder sind Stirnräder mit veränderlicher Profilverschiebung über der Radbreite. Mit diesen Zahnrädern lassen sich bei kleinen Achsenkreuzungswinkeln bis 10° sowohl Achslagen mit schneidenden als auch mit windschiefen Achsen realisieren.

Da es sich bei der Flankenform der Beveloidräder nur um eine Annäherung an die für Linienberührung erforderliche Flankenform handelt, entstehen im Zahneingriff Abweichungen (Klaffungen). Mit Hilfe eines am Institut entwickelten Programms kann eine Optimierung der Eingriffsverhältnisse durchgeführt werden.

Hergestellte Beveloidverzahnung

Durch eine Optimierung der Versuchsverzahnung wurde bei einem Rad eine hohlballige Korrektur über die Zahnbreite vorgenommen, wie sie sich aus den theoretisch ermittelten Klaffungsbeträgen ergibt. Damit wird eine weitere Annäherung an die exakte, für eine Linienberührung erforderliche Flankenform erreicht.

Das Bild zeigt die im Dauerversuch unter 120% Nennlast erfolgreich geprüften Beveloidräder. Die Prüfleistung betrug ca. 1,4 MW bei einem Drehmoment von 6200 Nm.

Infolge der geringen Abweichungen bildet sich aufgrund der elastischen Verformung der Zahnflanken im Betrieb unter Last eine langgestreckte Berührellipse aus.

Bemerkung: Tragbilder der Zahnräder unter 100% Belastung
Bemerkung: Tragbilder der Zahnräder unter 100% Belastung

Schiffsgetriebe - Verspannungsprüfstand

versp_pruefst_01

Daten:

     
  PK = 1400 kW
  MK = 6100 Nm
  nan = 3500 1/min
  z1 = 35
  z2 = 39

Ansprechpartner

Dieses Bild zeigt Matthias Bachmann

Matthias Bachmann

Dipl.-Ing.

Gruppenleiter Antriebstechnik

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