Auslegung ebener Kurvengetriebe - Praxisbeispiele

Auslegung ebener Kurvengetriebe - Praxisbeispiele (Bild: VDI)

Die Richtlinie VDI 2142 Blatt 3 ist seit Januar 2013 beim Beuth Verlag erhältlich. In diesem Richtlinien-Entwurf werden mit ausgewählten Praxisbeispielen dem Anwender Hilfen gegeben für die zielgerichtete Benutzung der in VDI 2142 Blatt 2 vorgestellten Modulmethode.

Neue Themenfelder  sind dabei die Zulassung „höherer Gliedergruppen“ in der Getriebestruktur – die bisher von der Modulmethode nicht ermöglicht wurden - sowie die Berücksichtigung des Themas „Elektronische Kurvenscheibe“ bei der Auslegung von Servoantrieben. Die Praxisbeispiele wurden so ausgewählt, dass zum einen möglichst viele der in Blatt 2 dieser Richtlinie aufgeführten Module auftreten und zum anderen das vorgestellte Getriebe anwendungstechnisch von Interesse ist. Für die eigene Vorgehensweise wird dem Nutzer der Richtlinie in jedem Beispiel eine Kontrollmöglichkeit für das Überprüfen der Zahlenwerte und Funktionenverläufe ermöglicht.

In Abschnitt 2 dieses Blattes wird zunächst grundlegend dargestellt, wie ein Getriebe systematisch beschrieben werden sollte, damit alle notwendigen Daten für die Anwendung der Berechnungsmodule bereitgestellt werden. An dem einfachen Beispiel eines Schneidmechanismus‘ wird die Nutzung dieser Vorgehensweise ausführlich demonstriert. In den weiteren Beispielen dieses Blattes (Abschnitte 3 bis 6) findet sie dann ebenfalls – allerdings in komprimierterer Form – Anwendung.

Das Beispiel „Räderkurvenschrittgetriebe“ in Abschnitt 3 enthält eine Kombination aus einem Räder- und einem Kurvengetriebe, wie man sie z.B. in einer Kettentransporteinrichtung  findet. In diesem Beispiel wird insbesondere gezeigt, wie man mit den Modulen Grenzkurven für Übertragungswinkel berechnen und damit Rollenmittelpunkte bzw. Hebellängen interaktiv geeignet wählen kann. 

Das Beispiel „Glasflaschenhandhabung“ in Abschnitt 4 enthält ein Flachstößelgetriebe mit feststehender Kurvenscheibe sowie eine Zahnstangen-Zahnrad-Kombination. Die Bewegung findet in zwei orthogonalen Ebenen statt, wobei man aber für die Berechnung ein ebenes Ersatzgetriebe nutzen kann. Anwendung finden solche Mechanismen, wenn einer Hauptbewegung eine Relativbewegungen überlagert wird.

Das Beispiel „Bogenstanze“ in Abschnitt 5 enthält ein Gelenkgetriebe mit einer höheren Gliedergruppe. Dieses Beispiel soll zeigen, wie mit Hilfe der in diesem Blatt zusätzlich spezifizierten Module auch Getriebe berechnet werden können, die sich nicht in elementare Zweischläge zerlegen lassen. Durch diese Erweiterung wird eine Vielzahl weiterer Getriebe erfasst, die ursprünglich für die Modulmethode nicht zugänglich waren.

Abschnitt 6 beschreibt ein „Transportgetriebe für eine Synchronphase mit Servo-Antrieb“, dessen Hauptbaugruppe ein Gelenkgetriebe ist. Hier wird die Modulmethode zunächst genutzt, um auf Basis der technologischen Vorgaben (Synchronbewegung, Übernahmeposition des Transportguts) einen Gelenkmechanismus zu entwerfen, der eine geeignete Bewegungsbahn bietet. Zur Sicherstellung des Synchronlaufs muss dann eine Antriebsfunktion („elektronische Kurvenscheibe“) gefunden werden. Für die Erledigung dieser Aufgabe werden zwei Varianten dargelegt. Zum einen wird die Antriebsfunktion mit „klassischen“ Iterationsverfahren berechnet, wobei die Modulmethode bei der Berechnung von Werten Verwendung findet. Zum anderen wird die Aufgabe als Berechnung einer höheren Gliedergruppe formuliert und dann unter weitgehender Nutzung der Modulmethode gelöst. Dabei kommt ein im Anhang spezifiziertes Berechnungsmodul für eine höhere Gliedergruppe zum Einsatz. Anwendungstechnisch behandelt das Beispiel eine Aufgabenstellung, wie sie häufig beim Synchrontransport eines Objektes auftritt.

Der Anhang enthält Berechnungsmodule für zwei praktisch relevante höhere Gliedergruppen und ergänzt so die Modulsammlung aus Blatt 2 der Richtlinienreihe.

Die Richtlinie ist bei dem Beuth Verlag in Berlin erhältlich. Weitere Informationen unter www.vdi.de/richtlinien oder www.beuth.de

Herausgeber der VDI 2142 Blatt 3 ist die VDI-Gesellschaft Produkt- und Prozessgestaltung (GPP).

Ansprechpartner in der VDI-GPP:

Dipl-Ing. Gerald Hilpert

Telefon +49 211 6214-501

E-Mail: hilpert@vdi.de