TorusGear

Das Planspiralgetriebe

Höchste Qualität und Präzision, geringes Gewicht und einfache Bauweise auf minimalstem Einbauraum ermöglichen eine äußerst hohe Effizienz.

Mit dem TorusGear wurde ein neuartiges Getriebe (Torus-Getriebe) entwickelt und patentiert, das gegenüber herkömmlichen Getrieben herausragende Eigenschaften besitzt.

Eine Getriebestufe besteht aus dem Torusrad mit spiralförmigen Zahnverlauf und dem Bogenrad mit gekrümmtem Zahnprofil. Durch die neuartige Verzahnung kann die Kontaktfläche vergrößert und die Materialbelastung deutlich reduziert werden.

Das TorusGear ist das erste „Planspiralgetriebe“, das technologisch so ausgereift ist, dass es industriell eingesetzt werden kann.

Eigenschaften/Vorteile

Die technische Überlegenheit von TorusGear gegenüber herkömmlichen Getrieben kann wie folgt beschrieben werden:

Drehmoment
Die Kraft wird auf einer großen Kontaktfläche - und gleichzeitig verteilt auf mehrere Zähne, übertragen. So können im Vergleich mit einem baugleichen Schneckengetriebe bis zu doppelt so große Drehmomente übertragen werden!

Darstellung Kräfteverteilung der TorusGear von Nidec Graessner

Kräfteverteilung TorusGear

Darstellung Kräfteverteilung des Schneckengetriebes der TorusGear

Kräfteverteilung Schneckengetriebe (evolent)

Effizienz
Der Wirkungsgrad bleibt in Abhängigkeit zur Übersetzung (nahezu) konstant. Dadurch kann bei hohen Übersetzungen ab 100:1 im Vergleich zum Schneckengetriebe – bei dem der Wirkungsgrad mit steigender Übersetzung abfällt – ein deutlich höherer Wirkungsgrad erreicht werden.

Darstellung der Effizienz der TorusGear von Nidec Graessner

Hohe Übersetzung mit nur einer Getriebestufe
Hohe Übersetzungen bei Schneckengetrieben sind nur über mehrere Getriebestufen oder Motoren mit niedrigen Drehzahlen (750 U/min oder 1000 U/min) oder einer Kombination beider Optionen realisierbar. Zusätzliche Getriebestufen haben einen negativen Einfluss auf den Wirkungsgrad und brauchen mehr Komponenten, was unmittelbar weniger Effizienz und höhere Kosten zur Folge hat. Dasselbe gilt bei der Option Motoren mit kleinen Drehzahlen. Elektromotoren mit 750 U/min oder 1000 U/min sind ca. 250% resp. 160% schwerer und kosten im Vergleich zu einem Elektromotor mit 1500 U/min annähernd 99% resp. 33% mehr. Bei einer Eingangsdrehzahl von 750 U/min und einer Übersetzung von 200:1 erreicht man beim Schneckengetriebe dieselbe Ausgangsdrehzahl wie beim TorusGear mit 1500 U/min und einer Übersetzung von 400:1.

Aufbau/Größe
Alternativ zu einem höheren Drehmoment kann das TorusGear bei gleichbleibendem Drehmoment auch kleiner dimensioniert werden und damit Raum und Gewicht eingespart werden. Dank der kompakten Bauart und des guten Wirkungsgrades können auch hohe Übersetzungen in nur einer Stufe realisiert werden.

Genauigkeit
Durch die spezielle Anordnung der Bauteile ist es mit dem TorusGear sehr viel einfacher das Getriebespiel einzustellen oder aufzuheben. Mit Federvorspannung kann das Spiel sogar auf Lebensdauer aufgehoben werden.

Hohe Laufruhe
Geräuschemissionen können durch Aufheben des Getriebespieles und Anpassen der Zahnform nahezu vollständig eliminiert werden, da die Zähne aufeinander gleiten und nicht abrollen.

Hohe Betriebssicherheit
Wenige bewegliche Teile ermöglichen eine hohe Betriebssicherheit. Außerdem könnten sicherheitsrelevante Funktionen auch nach Bruch eines Zahnes erfüllt werden, da beim TorusGear mehrere Zähne im Eingriff sind.

Einfache Montage
Die einfache, sehr kompakte Getriebebauart - bestehend nur aus Torusrad, Bogenrad und Gehäuse - ermöglichen einen unkomplizierten und kurzen Montageprozess. Zusätzlich kann die Zahnform auch größere Fertigungstoleranzen des Gehäuses aufnehmen.

Ausführungen

Die patentierte Torus-Technologie wird ausschließlich von MS-Graessner vertrieben. Wobei das TorusGear in der Materialpaarung Stahl/Bronze kundenspezifisch in Größen zwischen 0,1 … 10 kW mit Verzahnungsmodul zwischen 0.3 mm und 4 mm und einer Übersetzung von 1:20 bis 1:400 angeboten wird. Von diesem Bereich abweichende Lösungen sind natürlich ebenso machbar.

Aufgrund großer Nachfrage nach Miniaturgetrieben wurde ein TorusGear aus Kunststoff entwickelt. Ausführungen in POM und PEEK sind somit ebenfalls möglich.

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