Auf dieser Seite findet sich ein Überblick der im Labor T52 der HS Emden/Leer ausgestellten Getriebe. Dazu wird zunächst ein allgemeiner Überblick darüber gegeben, was Getriebe sind, wie sie funktionieren und welche Arten es gibt.

Darauf folgend wird auf die Getriebe-Ausstellungsstücke der Glasvitrine näher eingegangen und Hintergrundinformationen werden zur Verfügung gestellt.

Der Blickfang der Ausstellung, das ZF-Getriebe, wird ebenfalls in einem separaten Abschnitt näher erläutert.

Allgemeine Informationen über Getriebe

Auswahl von Getriebearten [3]

Was ist ein Getriebe?

Ein Getriebe dient der Übersetzung bzw. Anpassung von kinematischen Größen wie Drehzahl und Geschwindigkeit. Außerdem können mit einem Getriebe Achsabstände und Winkellagen überbrückt bzw. beeinflusst werden, sowie der Drehmomentenverlauf gesteuert werden. [3]

 

Welche Getriebearten gibt es?

Eine Auswahl von Getriebe ist in der folgenden Tabelle dargestellt. Prinzipiell können Getriebe nach ihren Wirkprinzipien (hydraulisch, pneumatisch, mechanisch), der Möglichkeit der Drehzahländerung (schaltbar, nicht schaltbar, stufenlos) oder aber nach der Art der Übersetzung (gleichmäßig, ungleichmäßig) eingeteilt werden. Aufgrund der großen Bandbreite an Einsatzmöglichkeiten und Bauformen wird auf diesen Seiten nur ein kleiner Ausschnitt dargestellt. [3]

 

    Ausstellungsstücke

    In der Vitrine sind verschiedene Demonstratoren ausgestellt, welche zum Teil selbst herausgenommen und ausprobiert werden können.

    Planetengetriebe

    Planetengetriebe (auch Umlaufgetriebe genannt) bestehen aus einem äußerem Hohlrad, mehreren beweglichen Planetenrädern und dem mittigen Sonnenrad. Hierdurch ist es möglich, bis zu sechs verschiedene Übersetzungsmöglichkeiten kompakt mit einem Getriebe zu realisieren. Anwendungsbeispiele sind Windkraftgetriebe, KFZ-Automatikgetriebe und andere diverse Industriegetriebe. Mithilfe des gezeigten Demonstrators können die verschiedenen Übersetzungen ausprobiert werden. [3]

    Kurzanleitung zum direkten Ausprobieren ("oben" bedeutet, dass der entsprechende Arretierbolzen nach oben gezogen und dann gedreht wird bis er einrastet, "unten" entsprechend andersherum):

     

     

    AuswirkungStellung Arretierbolzen 1Stellung Arretierbolzen 2Stellung Arretierbolzen 3
    Hohlrad festobenobenunten
    Steg festobenuntenoben
    Sonnenrad festuntenobenoben
    Alles gesperrtuntenuntenunten

    Download der Demonstrator-Beschreibung

    Schneckengetriebe

    Typisch für ein Schneckengetriebe und auch im ausgestellten Demonstrator zu sehen sind die sich kreuzenden Achsen der sog. "Schnecke" (im Demonstrator angetrieben durch Kurbel) und des "Schneckenrads". Ein großes Unterscheidungsmerkmal zu z.B. einem Schraubwälzgetriebe aus Schrägstirnrädern ist die Form der Brührung. Anstelle an nur einem Punkt berühren sich Schnecke und Schneckenrad auf Linien innerhalb eines Eingriffsfeldes und können somit dämpfend auf den Lauf einwirken. Ein weiterer Vorteil ist die geringere Flächenpressung im Vergleich zu Stirnrädern.

    Anwendungsbsp.: Aufzüge, Winden, Lenkgetriebe bei Fahrzeugen (große Übersetzungen bei hohen Leistungen/Antriebsdrehzahlen) [3]

    Ausprobieren: Einfach die Kurbel am Demonstrator drehen und die verschiedenen Drehzahlen beobachten.

    Detailansicht Evolventenverzahnung

    Ausgestellt ist ebenfalls eine Detailansicht einer Evolventenverzahnung eines Stirnrades. An dieser lässt sich selbst flexibel ausprobieren, wie der Angriffspunkt wandert, aber unterhalb des Grundkreises kein Kontakt zwischen den Zahnflanken besteht.

    Ausprobieren: Einfach eines der beiden Zahnräder ein wenig nach links oder rechts bewegen.

    Getriebe mit Riementrieb

    Dieser Demonstrator stellt die Schnittansicht eines Getriebes mit Riemenscheibe sowie den dazugehörigen Lagern, den Sicherungsringen und der Passfeder dar. Nicht nur das Gehäuse und die Riemenscheibe lassen sich einzeln zerlegen, sondern auch die Lager können geteilt werden.

    Zugmittelgetriebe

    Bei diesem ausgestellten Demonstrator eines Zugmittelgetriebes können die Auswirkungen von balligen Riemenscheiben auf den Riemen, seine Zentrierung, sowie der Leer- und Lasttrum im Betrieb beobachtet werden. Die auf dem Riemen liegende Spannrolle kann im realen Betrieb mit Gewichten versehen werden, um die Vorspannung des Riemens anzupassen. Die Vorspanneinrichtung wird noch nachgerüstet.

    Ausprobieren: Durch Drehen der Kurbel im Wechsel (linksherum/rechtsherum) kann der Wechsel zwischen Last- und Leertrum simuliert werden. Finden Sie heraus, ob die Vorspannung des Riemens im Last- oder Leertrum erfolgen soll.

    Hinter und neben dem Demonstrator befinden sich eine Ausstellungstafel und ein Ordner mit verschiedenen Mustern von Riemen. Die Muster aus dem Ringordner können einzeln entnommen werden.

    Differentialgetriebe

    Der gezeigte Demonstrator stellt ein Differential- oder auch Ausgleichsgetriebe dar. Einer der bekanntesten Anwendungsbeispiele ist das Auto: Bei einer Kurvenfahrt muss das kurvenäußere Rad eine längere Strecke zurücklegen und sich somit mit einer höheren Drehzahl bewegen. Das Differentialgetriebe teilt das Drehmoment von der Antriebswelle auf beide Antriebsräder auf. Dies geschieht mit mehreren Kegelrädern (im Demonstrator Ausgleichsräder und Achswellen links/rechts).

    Eine Erklärung zum genannten Anwendungsbeispiel ist in diesem Video zu sehen. [4]

    Demonstrator für Getriebe und Übersetzungen

    • Infoblatt

      Datei mit kurzer Erklärung des Demonstartors und Übungen zum selbst ausprobieren

    • Montageanleitung

      Anleitung zur vollständigen Montage des Demonstrators

    Der Blickfang der Ausstellung

    Neben der Glasvitrine steht als Dauer-Leihgabe ein 5HP19 FL-Getriebe der ZF Getriebe GmbH.

    Fact sheet

    • Automatikgetriebe für Fahrzeuge mit Frontantrieb
    • Entwickelt für längs eingebaute Motoren
    • Integriertes Differentialgetriebe
    • 5 Vorwärtsgänge + Rückwärtsgang
    • max. 169 kW übertragbare Motorleistung
    • max. 310 Nm übertragbares Drehmoment
    • Einsatz bei BMW, Audi, VW, Porsche [2]

     

    Die Bezeichnung des Getriebes setzt sich wie folgt zusammen:

    • 5 = Anzahl der Vorwärtsgänge
    • H = Hydrodynamisches Anfahrelement (Wandlerkupplung)
    • P = Planetengetriebe
    • F = Frontantrieb
    • L = Längs eingebauter Motor [2]

    Eine genaue Erklärung des Getriebes und der Kraftflüsse sowie ein Beschreibung der Einzelteile (wie z.B. der Kupplungen und Schaltelemente) sind in Papierform am Getriebe zu finden.

    Aufbau

    Linker Teil

    1. Lamellenbremse G
    2. Lamellenkupplung F
    3. Einfacher Planetentrieb (verdeckt)
    4. Stirntrieb für Frontantrieb
    5. Parksperrenrad
    6. Geberrad für Drehzahlfühler

    Mittlerer Teil

    1. Lamellenbremse C
    2. Lamellenkupplung B
    3. Lamellenkupplung E
    4. Ravigneauxsatz (Plantengetriebe mit zwei Sonnenrädern)
    5. Freilauf und Lamellenbremse

    Rechter Teil

    1. Flansch Motor (Antriebsflansch)
    2. Wandlerdeckel
    3. Wandlerkolben
    4. Pumpenrad
    5. Turbinenrad
    6. Ölpumpe

    Die gelb eingefärbten Teile gehören zur sog. Wandlerkupplung

    Download des Datenblatts zum Getriebe

    Quellenverzeichnis

    [1] Wittel, H., Muhs, D., Jannasch, D., Voßiek, J. (2013). Roloff/Matek Maschinenelemente. Wiesbaden: Springer Fachmedien, 2013.

    [2] ZF Friedrichshafen AG. ZF-Automatgetriebe 5 HP 19 FL für Pkw mit Frontantrieb, unter: https://www.taligentx.com/passat/maintenance/atfchange/ZF5HP19FL_Literature.pdf  (abgerufen am 20.10.2022).

    [3] Wittel, H., Spura, C., Jannasch, D. (2021). Roloff/Matek Maschinenelemente. Wiesbaden: Springer Vieweg, 2021

    [4] Markus Isgro (EMAG GmbH & Co. KG). Wie funktionieren Differentialgetriebe? 3 Fragen – 3 Antworten, unter: https://www.emag.com/blog/1579-2/(abgerufen am 10.11.2022)