Zahnstangen und Zahnräder auf grauem Hintergrund

Verzahnungsteile

Verzahnungsteile wie Zahnräder, Zahnstangen oder Keilwellen sind vielseitig einsetzbar und finden sich als Antriebselemente überall im Maschinenbau wieder.

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Stirnrad, Stahl, Modul 1,5 | Zahnräder
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Stirnrad, Stahl, Modul 1,5

Zahnräder

Formschlüssiges und schlupffreies Zahnrad Mod. 1,5 (M1,5), gerade verzahnt, durch angepassten Radabstand greifen die Zähne ineinander und übertragen die Drehbewegung.

Zahnstange, quadratisch, Edelstahl | Zahnstangen
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Zahnstange, quadratisch, Edelstahl

Zahnstangen

Zahnstangen werden als Maschinenelemente eingesetzt, zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung oder umgekehrt.

Stirnrad, Stahl, Modul 1 | Zahnräder
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Stirnrad, Stahl, Modul 1

Zahnräder

Formschlüssiges und schlupffreies Zahnrad Mod. 1 (M1), gerade verzahnt, durch angepassten Radabstand greifen die Zähne ineinander und übertragen die Drehbewegung.

Stirnrad, Stahl, Modul 5 | Zahnräder
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Stirnrad, Stahl, Modul 5

Zahnräder

Formschlüssiges und schlupffreies Zahnrad Mod. 5 (M5), gerade verzahnt, durch angepassten Radabstand greifen die Zähne ineinander und übertragen die Drehbewegung.

Leidenschaft & Präzision Arntz Optibelt Gruppe bei Haberkorn
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Verzahnungsteile – mit dem Klassiker zur Kraftübertragung

Ob antreiben, fördern oder positionieren – mit Verzahnungsteilen von Haberkorn ist alles möglich. Verzahnungsteile wie Stirnräder (umgangssprachlich Zahnräder) können aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein. Standardmäßig werden sie aus Stahl (C45 oder St52) produziert und ungehärtet geliefert. Doch die Palette für den individuellen Anwendungsfall ist groß, etwa durch Ausführungen aus Edelstahl, aus Kunststoff oder mit gehärteten Zähnen.

Auf einen Blick
    Detailaufnahme Zahnrad
    Verzahnungsteile sind vielseitig einsetzbar.

    Kurzüberblick Verzahnungsteile

    In die Produktpalette von Verzahnungsteilen eingliedern lassen sich Stirnräder – umgangssprachlich oft Zahnräder genannt – ebenso wie Zahnstangen und Kegelräder. Verzahnungsteile sind vielseitig einsetzbar und finden sich als Antriebselemente überall im Maschinenbau wieder. Verzahnungsteile können aus unterschiedlichen Materialien bestehen – standardmäßig werden sie aus Stahl (C45 oder St52) gefertigt und ungehärtet geliefert. Das vielseitige Material bietet eine hohe Lebensdauer, eine hervorragende Leistungsübertragung – und glänzt allgemein als Allrounder. Einige Anwendungen erfordern jedoch ganz spezielle Eigenschaften. So stoßen herkömmliche Stahlbauteile in korrosiver Umgebung etwa sehr schnell an ihre Grenzen – rostende Bauteile sind die Folge. Je nach Konzentration der korrosiven Umgebung und der Temperatur reduziert sich die Lebensdauer von Verzahnungsteilen aus Stahl rapide. Abhilfe schaffen hier Verzahnungsteile aus Edelstahl oder Verzahnungsteile mit speziellen Oberflächenbeschichtungen.

    3D-Ansicht von blauen und pinken Verzahnungsteilen
    Verzahnungsteile werden standardmäßig aus Stahl geliefert.

    Verzahnungsteile aus Edelstahl

    Zahnräder aus Edelstahl

    Edelstähle sind hochlegiert und haben einen Chrom-Anteil von mindestens 12 %. Dadurch sind diese Stähle nicht rostend bzw. korrosionsarm. Heutzutage werden sie immer häufiger in Industrieanwendungen eingesetzt, da sie mittlerweile gut zu verarbeiten sind und viele Vorteile bieten. So hat Edelstahl etwa eine hohe Beständigkeit gegen chemisch angreifende Stoffe. Auch bei Verzahnungsteilen wie Stirnrädern oder Zahnstangen aus Edelstahl werden diese Vorteile gerne genutzt.


    Einfache Kraftübertragung mit Stirnrädern

    Aufgrund ihrer einfachen und zugleich effizienten mechanischen Kraftübertragung mit hohem Wirkungsgrad erfreuen sich Stirnradgetriebe besonderer Beliebtheit. Ein Stirnrad greift im Einsatz üblicherweise in die Verzahnung eines Gegenrads (ein Stirnrad mit gleichem Modul, aber meist geringerer oder höherer Zähnezahl) oder in eine Zahnstange ein. Die einfachste Form eines Stirnradgetriebes besteht aus zwei Wellen, auf denen jeweils ein Zahnrad sitzt.

    Stirnräder mit Schrägverzahnung können die Belastung auf den einzelnen Zahn eines Rades verringern und auf mehrere Zähne verteilen bzw. auf einer größeren Fläche belasten. Außerdem verringert sich das Betriebsgeräusch durch den Einsatz von schrägverzahnten Rädern.

    Außenverzahnte Standardstirnräder mit einseitiger Nabe sowie Stirnradscheiben ohne Nabe decken einen Großteil der Anwendungen im Maschinenbau ab – sie können individuell und auf Maß bearbeitet werden. Ihr Einsatz reicht vom kleinen Stirnradgetriebe bis hin zu großen Industriegetrieben.

    Zahnrad-Varianten mit gehärteten Zähnen, Edelstahlausführungen oder Zahnräder aus Kunststoff runden das Sortiment der Stirnräder ab. Die Einsatzgebiete und Vorteile der verschiedenen Materialausführungen:

    Material bzw. Ausführung der Stirnräder

    Einsatzgebiete

    Vorteile

    Stahl (z. B. C45, St52)

    einfache Stirnradgetriebe mit Standardbauteilen für hohe Kraftübertragung

    - kostengünstig

    - robust

    - ab Lager verfügbar

    Stahl mit gehärteten Zähnen

    Antriebe mit hoher Belastung und erhöhtem Verschleißpotenzial

    - verschleißarme Zahnflanken

    - hohe Lebensdauer

    Edelstahl (z. B. 1.4301, 1.4305 oder höherlegierte Edelstähle)

    bei Anspruch an lange Lebensdauer in Umgebungen mit korrosiven Umwelteinflüssen

    - korrosionsarm

    - teils chemikalienbeständig

    - lange Lebensdauer

    Kunststoff (z. B. PA, POM / Delrin)

    Anwendungen, wo es auf ein geringes Betriebsgeräusch ankommt und Gewichtseinsparungen notwendig sind

    - geringes Gewicht

    - geräuscharm

    - kann trocken und ohne Schmierung laufen

    - je nach Kunststoff chemikalienbeständig


    Berechnung des Moduls

    Der Modul (sic!) ist ein Maß für die Größe der Zähne von Zahnrädern. Modul m ist das Verhältnis von Teilkreisdurchmesser d zur Anzahl der Zähne z („Zähnezahl“).
    Bei der Paarung von Zahnrädern oder aber auch beim Ineinandergreifen von Zahnstange und Zahnrad ist darauf zu achten, dass der Modul der beiden Elemente übereinstimmt.

    Berechnung des Moduls
    Der Modul ist ein Maß für die Größe der Zähne von Zahnrädern.

    Montage von Verzahnungsteilen

    Um die Kraftübertragung zwischen Welle und Nabe zu gewährleisten, gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Bei Welle-Nabe-Verbindungen wird zwischen kraftschlüssigen, formschlüssigen und stoffschlüssigen Verbindungen (siehe unten) unterschieden. Die Auswahl hängt von folgenden Faktoren ab: erforderliche Kraftübertragung, Drehmomentübertragung und Möglichkeit zur Montage/Demontage.

    Kraftschlüssige Verbindungen:
    Die Kraftübertragung bei kraftschlüssigen Verbindungen erfolgt durch gegenseitiges Verspannen zweier Bauteile (zum Beispiel Stirnrad und Welle) und den damit erzeugten Kraftschluss.
    Zur schnellen und einfachen Montage eignen sich besonders Taperlock-Spannbuchsen zur Herstellung der kraftschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung. Sie sind sofort einsatzfähig und in allen gängigen Größen lieferbar, zudem lassen sie sich einfach wieder demontieren und wiederverwenden.
    Beispiele: Presspassung, Klemmnaben, Spannbuchsen

    Formschlüssige Verbindungen:
    Für Anwendungen zur Übertragung höherer Drehmomente wird eine formschlüssige Verbindung empfohlen. Die häufigste Form der formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung ist die Passfeder und -nut. Diese ist jedoch nur für jene Anwendungen mit niedriger stoßartiger Belastung geeignet. Bei stärkeren Stoßbelastungen und gleichzeitiger axialer Verschiebbarkeit wird empfohlen, auf Keilwellen und Keilnaben oder Zahnwellenprofile auszuweichen, die zudem auch weit größere Drehmomente übertragen können als Passfeder-Verbindungen.
    Die kaltgezogenen Keilwellen nach DIN ISO 14 eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen große Verdrehkräfte gefordert sind. Keilnaben sind in Ausführungen mit Flansch und ohne Flansch verfügbar sowie als Klemmring zum axialen Fixieren der Keilwellenverbindung erhältlich.
    Beispiele: Passfedernut nach DIN 6885, Keilwelle, Zahnwelle

    Stoffschlüssige Verbindungen:
    Alternativ zu kraft- und formschlüssigen Verbindungen können Stirnräder auch „stoffschlüssig“ auf die Welle geklebt (zum Beispiel mit Loctite) oder geschweißt werden. Nachteil ist, dass diese Verbindungen nicht mehr oder nur sehr schwer wieder gelöst werden können.
    Beispiele: Verkleben, Verschweißen


    Verzahnungsteile – vom Standardteil zum Zeichnungsteil

    Verzahnungsteile werden bearbeitet
    Individuell gefertigte Verzahnungsteile nach Zeichnung.

    Wenn Sie in unserem Standardprogramm nicht fündig werden, so ist dies auch kein Problem. Wir bieten Ihnen gerne Verzahnungsteile individuell nach Ihrer Zeichnung an. Schicken Sie uns dazu einfach Ihre Anfrage samt Zeichnung und wir prüfen die Machbarkeit gemeinsam mit unserer hausinternen Fertigung oder mit langjährigen Partnern.

    In unserem Lager haben wir einen umfangreichen Bestand an Stirnrädern und Zahnstangen. Für Bearbeitung, Handling, Planung oder Auswärtsvergabe der mechanischen Umarbeitung haben Sie keinen Aufwand – wir liefern die Teile einbaufertig nach Zeichnung zur Montage auf der Welle. Durch unser großes Lager sind bei kleinen bis mittleren Stückzahlen kurze Lieferzeiten garantiert.

    Stefanie Piesch

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    Stefanie Piesch
    Sortimentsmanagerin Maschinenelemente
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