07.09.2015, 01:52 Uhr
  halbkette
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Hallo Getriebebauer
und solche, die es mal versuchen wollen,
@ Stephan:
deine Getriebebilder machen optisch einen guten Eindruck - sauber gebaut.
Mehr zu dem Thema folgt weiter unten...
@ Gerhard:
die Lösung mit der Rollenkette ist natürlich immer gut, sie baut aber eben meist etwas größer.
@ alle:
Wußtet ihr, dass "Zahnräder" schon gut und gerne 2000 Jahre alt sind ?
( Deshalb wohl der hohe Preis bei Mädler...) 
Egal, denn richtig gut sind sie erst heute mit moderner Fertigung - da kann man nicht meckkern. Jetzt kommt es also nur darauf an, die richtige Wahl zu treffen.
Zur Belastung bei Zahnrädern habe ich schon früher mal einen Betrag geschrieben - der Anlaß war etwa gleich - ich weiß momentan aber nicht mehr, in welchem Thread der jetzt steht. Ich möchte das hier nicht alles noch einmal "breittreten", deshalb nur eine Kurzfassung für Nicht-Maschinenbauer. ( Ich fürchte, es wird doch wieder länger.  )
Im wesentlichen kommt es immer wieder auf die - üblicherweise ungenaue - Definition für den Begriff "Belastung von Zahnrädern" hinaus.
Ich sage "Definition", weil wir uns zuerst einmal darüber klar werden müssen, auf welche Weise am Zahnrad eine Belastung auftreten kann.
( Das brauchen wir, um damit selber eine Auswahl treffen zu können, denn die Katalog-Angaben von z.B. Mädler helfen uns dabei recht wenig, weil sie von einer äußersten Langlebigkeit der Produkte ausgehen und deshalb die Angaben der "maximalen Belastungen" sehr gering gehalten werden. Das ist oftmals unpraktisch und führt am Ende nur zu unnötig riesigen Zahnrädern/Getrieben.
Diese Belastungs-Werte aus Katalogen sollten deshalb besser nur als niedrigste Belastung eingestuft werden, denn die Praxis sieht anders aus...für mich haben diese Werte keinen Wert. )
Weiter im Text:
Es gibt für ein bestimmtes Getriebe immer eine ganze Palette von möglichen Zahnrädern, aber nur ganz wenige sind wirklich optimal für den angestrebten Zweck. Dabei kennen wir mindestens zwei Schadens-Ursachen, die es bei der Auswahl von geeigneten Zahnrädern zu vermeiden gilt -
es ist nämlich
a) der "Bruch" des Zahnfußes ( Getriebe-Totalausfall ) und
b) der "Verschleiß" der Zahnflanken, der auch zum schleichenden "Getriebe-Tod" führen kann.
Machen wir es kurz:
Zu Fall a).
Hat man sich tatsächlich mal völlig "verschätzt" und überlastet die Zähne mit einer zu großen Umfangskraft - besonders bei Laststößen - dann bricht brutal ein Zahn oder gleich mehrere am Fuß ab.
Wenn man ungefähr wissen will, "wie das denn nun passieren konnte" , kann man eine Festigkeitsberechnung für den Zahnfuß bei max.auftretenden Kräften anstellen und sieht, wie weit man daneben gelegen hat. Das macht natürlich viel Arbeit und Ärger und sollte eigentlich auch gar nicht erst vorkommen.
Allerdings bekommt man auf diese Weise auch langsam ein Gefühl dafür, wie Zähne für bestimmte Belastungs-Bereiche beschaffen sein müßten - größenmäßig.
Ich betone noch mal : es gibt nicht nur das "eine richtige" Zahnrad. Die gleiche Aufgabe erfüllt z.B. ein schmaleres, ebenso wie eins aus weicherem Material, oder wie eins mit kleinerem Modul - aber mit bekannt kürzerer Lebensdauer. Ebenso zur anderen Seite kann ein Zahnrad völlig schadlos überdimensioniert werden - die Funktion wird nicht beeinträchtigt, aber der Preis steigt, der Bauraum wird strapaziert und das Gesamtgewicht steigt und das alles ist eigentlich völlig unnötig.
Damit sind wir nun schon beim wichtigen Thema mit der Erfahrung und dem Abschätzen.
Das ist deshalb wichtig, weil ich darauf hinaus will, dass das gesamte Thema "Zahnrad-Auswahl" eine ziemlich schwammige Angelegenheit sein kann. Ich möchte damit sagen, dass auch der Modellbauer zwar berechnen kann, wie die Mindestgröße der Zähne bei bestimmten Maximal-Anforderungen sein müßten, so dass man wenigstens aus dem Bruchbereich heraus ist, aber wie ganz genau das "richtige" Zahnrad aussehen sollte, kann man als Modellbauer eigentlich nur abschätzen.
Es "führen auch hier alle Wege irgendwie nach Rom" - soll heißen - wenn man nicht total daneben liegt, wie schon gesagt, funktionieren scheinbar mehrere Zahnrad-Parameter für die gleiche Aufgabe.
Die Frage ist dann nur: wie lange !
Damit kommen wir zum Fall b)
Selbst, wenn ein zusammengebautes Getriebe "gut" funktioniert und scheinbar spielend mit den Drehmomenten fertig wird, bedeutet das nicht, das alles richtig gemacht wurde. Zunächst ist nur das erste Ziel erreicht worden, nämlich der räumliche Aufbau und die Funktion sind schon mal geschafft. Nur die Zeit bzw. der Dauerbelastungs-Test können nachweisen, dass vielleicht auch eine brauchbare Lebenserwartung der Zahnflanken zu erhoffen ist. Dieser Verschleiß kann natürlich im schlechtesten Fall äußerst schnell eintreten und zeigt sich eben dann, wenn die Freude am Modell gerade am größten ist. Auf jeden Fall weiß man dann, dass man die Zahnrad-Parameter offensichtlich zu klein bemessen hat und man von vorne anfangen darf...
Also wählt man lieber gleich "eine Nummer größer", falls es die Gehäusemaße es zulassen, natürlich.
Ich habe schon blau angelaufene - also stark überlastete und erhitzte - Zahnräder gesehen. Die haben sich dann relativ schnell verabschiedet. Es ist nämlich in der Praxis ( der Modellbau-Zahnräder ) so, dass die Lehrbuch-Aussage : "Alle Zahnflanken rollen aufeinander ab", stark idealisiert ist und praktisch nie erreicht wird. Damit müssen wir leben, weil unsere Zahnräder ja bezahlbar bleiben sollen.
Wenn man mal bedenkt, dass die Kraftübertragung an der Zahnflanke auf einer Berührungsfläche von oft nicht einmal einem(!) Quadratmillimeter stattfindet und beide Berührungsflächen ( in Strichform ) dann aufeinander - unter relativ hohem Druck - "reiben" ( nicht rollen ), dann ist verständlich, dass dem Verschleiß besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden muß. Also sind hier ebenso Schmierstoffe ein Thema.
Wer sich mit dieser Materie auskennt, kennt auch den hier zutreffenden Begriff "Flächenpressung" und weiß, wie man sich rechnerisch gegen Schaden an den Zahnflanken absichern kann.
Andererseits gibt es ein breites Feld an Erwartungen an ein Modellgetriebe, was dessen Lebensdauer betrifft. Da kann es durchaus mal in Ordnung sein, wenn die Dimensionierung des Getriebes "schwach" ausgelegt wurde, damit es vielleicht besser in den verfügbaren Bauraum paßt. Es soll vielleicht eh nur für ein paar Vorführungen halten...will sagen, es gibt viele äußere Zwänge, die z.B. gewisse Baugrößen und Zahnrad-Durchmesser konstruktiv vorgeben. Darauf entsprechend richtig zu reagieren, ist eine Frage der Erfahrung. Damit können aber die wenigsten Modellbauer dienen.
Ich könnte hier noch ins Detail gehen und eine weitere DINA4-Seite zu den Alternativen und der Vermeidung von Fehleinschätzungen schreiben, aber ich denke jetzt reicht es euch auch.
Das Wesentliche ist gesagt - mein Fazit lautet deshalb: nicht jedes gewählte Zahnrad, das ein Selbstbau-Getriebe "funktionieren läßt", ist auch das "richtige" Zahnrad. Es ist erst "qualifiziert", wenn die Zahnbreite, der Modul und das Material so gewählt wurden, dass sie alle zusammen "dem Verschleiß brauchbar widerstehen".
Die Umfangskräfte am Zahnfuß dagegen lassen sich schon besser einschätzen und notfalls berechnen, so dass man da eigentlich gar nicht erst schief liegen sollte.
--
Gruß Hartmut
\" Ein Modell ist mehr als nur die Summe seiner Teile \"
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Bergepanther Ausf.A M1:8
Nur mit viel Aufwand und Geld hätte man bei doppelter Zahnbreite (mit einem nur halb ins Vorgelege eintauchenden Getriebe) die 60 Nm schaffen können.
), ist mir mit Verlaub viel wichtiger als die vorgenannten Posten!
