Kegelstirnradgetriebe der K-Serie
Das rechtwinklige Kegelstirnradgetriebe kombiniert eine gehärtete Kegelrad-Vorstufe mit einer oder zwei Stirnrad-Untersetzungsstufen und ist in den Baugrößen K37 bis K187 erhältlich. Es bietet die 90°-Drehrichtungsänderung eines Schneckengetriebes mit dem höheren Wirkungsgrad und dem höheren Drehmoment einer Stirnradverzahnung. Es ist die bevorzugte Spezifikation für hochbelastbare rechtwinklige Antriebe, wie z. B. große Förderband-Endantriebe, Kranantriebe für Materialtransportanlagen und Rührwerksantriebe in der Prozessindustrie, bei denen sowohl eine rechtwinklige Geometrie als auch ein hoher Wirkungsgrad erforderlich sind.
Verhältnisse: 5,36 – 197,37
Ausgangsdrehmoment: 200 – 50.000 N·m
rechtwinkliger 90°-Ausgang
Effizienz: bis zu 971 TP3T
Schutzart IP55
Winkelgetriebe mit Schrägverzahnung: Der Vorteil der Kegel-Schrägverzahnung
Die K-Serie vereint zwei unterschiedliche Getriebetypen in einem einzigen Getriebegehäuse. Die erste Stufe besteht aus einem gehärteten Spiralkegelradpaar, das die Wellenrichtung um 90° ändert – dieselbe Funktion wie eine Schneckenstufe, jedoch mit einem Wirkungsgrad von 97 bis 981 TP³T gegenüber den typischen 48 bis 601 TP³T einer Schneckenstufe bei Übersetzungen von 5:1 bis 10:1. Die nachfolgenden Schrägverzahnungsstufen ermöglichen eine weitere Untersetzung von bis zu 981 TP³T pro Stufe. Dadurch erreicht die K-Serie einen typischen Gesamtwirkungsgrad von 93 bis 971 TP³T, abhängig von der Stufenzahl und der Gesamtübersetzung. Zum Vergleich: Ein Schneckengetriebe mit derselben Übersetzung erreicht einen Wirkungsgrad von 48 bis 581 TP³T.
Die erste Stufe der Spiralkegelrad-Getriebe verwendet geläppte Kegelradpaare mit spiralförmiger Verzahnung. Diese verteilt die Kontaktlast entlang einer gekrümmten Zahnflanke, anstatt sie punktuell zu konzentrieren. Dadurch werden deutlich weniger Geräusche und Vibrationen erzeugt als bei geradverzahnten Kegelradpaaren, während gleichzeitig die gleiche Wellenrichtungsänderung von 90° erreicht wird. Die Kegelräder bestehen aus einsatzgehärtetem 20CrMnTi-Legierungsstahl und werden paarweise geläppt. Daher müssen Antrieb und Ritzel jedes Paares zusammen verwendet werden und dürfen nicht zwischen verschiedenen Einheiten ausgetauscht werden.
Der Drehmomentbereich der K-Serie (200 N·m bis 50.000 N·m) übertrifft den von Schneckengetrieben mit der gleichen Wellenmittenabstands-Baugröße deutlich, wodurch die K-Serie die einzig praktikable Winkeloption für Antriebe mit einem Drehmoment von über ca. 1.500 N·m ist, bei denen Größe und Gewicht von Schneckengetrieben zu hoch werden.
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Größen- und Leistungsdaten der K-Serie
Leistungsdaten bei Nenndrehzahl 1440 U/min (4-poliger Motor). Je nach Baugröße sind 2- und 3-stufige Kegelstirnrad-Ausführungen erhältlich.
| Größe | Phasen | Verhältnisbereich | Maximales Drehmoment (N·m) | Effizienz (%) | IEC-Motorgehäuse | Maximale Eingangsleistung in kW | Gewicht (kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| K37 | 2 | 5,36 – 34,86 | 200 | 95 | 80, 90, 100 | 2.2 | 9 |
| K47 | 2 / 3 | 5,36 – 197,37 | 350 | 93 – 95 | 90, 100, 112 | 4.0 | 14 |
| K57 | 2 / 3 | 5,36 – 197,37 | 550 | 93 – 95 | 100, 112, 132 | 7.5 | 22 |
| K67 | 2 / 3 | 5,36 – 197,37 | 900 | 93 – 95 | 112, 132, 160 | 11 | 34 |
| K77 | 2 / 3 | 5,36 – 197,37 | 1,500 | 93 – 95 | 132, 160, 180 | 18.5 | 55 |
| K87 | 2 / 3 | 5,36 – 197,37 | 2,500 | 93 – 95 | 160, 180, 200 | 30 | 82 |
| K97 | 2 / 3 | 5,36 – 197,37 | 4,000 | 93 – 95 | 180, 200, 225 | 55 | 118 |
| K107 | 2 / 3 | 5,36 – 197,37 | 6,500 | 93 – 95 | 200, 225, 250 | 75 | 172 |
| K127 | 2 / 3 | 5,36 – 197,37 | 10,000 | 93 – 95 | 225, 250, 280 | 110 | 265 |
| K157 | 2 / 3 | 5,36 – 197,37 | 20,000 | 93 – 97 | 250, 280, 315 | 160 | 420 |
| K187 | 2 / 3 | 5,36 – 197,37 | 50,000 | 93 – 97 | 280, 315 | 250 | 720 |
Getriebespezifikationen
| Kegelradmaterial | 20CrMnTi einsatzgehärtet |
| Material für Stirnräder | 20CrMnTi einsatzgehärtet |
| Schräge Zahnform | Spiral (Gleason) |
| Gehäusematerial | GJL-250 Gusseisen |
| Getriebeöl | ISO VG 220 synthetisch |
| Schutz | IP55 |
| Wellenwinkel | 90° (Standard) |
| Montage | Jede Ausrichtung |
Eingabe- und Ausgabeoptionen
| Eingabetyp | IEC B5 Flansch direkt |
| Abtriebswelle | Massiv verriegelt (Standard) |
| Hohlwelle | Schrumpfscheibe (K47 aufwärts) |
| Ausgangsflansch | Verfügbar ab K47. |
| Wellenpositionen | Mehrere B, C, D, E |
| Drehmomentarm | Inklusive Hohlwelle |
| IEC-Rahmenbereich | 80 – 315 |
| Standards | ISO 9001 / CE |
Typische Anwendungen für Kegel-Schrägverjüngungsgetriebe der K-Serie
Schwerlast-Förderband-Endantriebe
Untertage-Förderbänder und Tunnelförderbandantriebe verwenden Getriebe der K-Serie, bei denen der Motor im 90°-Winkel zum Förderband ausgerichtet sein muss, um in den Tunnelquerschnitt zu passen. Die K-Serie ermöglicht diese rechtwinklige Geometrie ohne den Effizienzverlust eines Schneckengetriebes bei den hohen Drehmomenten (über 2.000 Nm), die für hochbelastete Bandantriebe erforderlich sind.
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Seitlich einlaufende Tankrührwerke
Bei Rührwerken mit großem Durchmesser und seitlichem Einlass an Rohöllagertanks und chemischen Prozessbehältern werden Reduziergetriebe der K-Serie eingesetzt. Diese zeichnen sich durch ihre rechtwinklige Geometrie (Motor oben, Rührwerkswelle horizontal), ihr hohes Ausgangsdrehmoment von über 10.000 N·m und ihre wesentlich geringere Wärmeentwicklung im Vergleich zu Schneckengetrieben bei gleicher Leistung aus.
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Kran- und Hebezeugantriebe
Die Lang- und Querfahrantriebe von Brückenkränen verwenden Kegelstirnradgetriebe der K-Serie, um den Motor senkrecht zur Kranbahnschiene auszurichten und gleichzeitig die Radachse anzutreiben. Dadurch entsteht die kompakte rechtwinklige Bauweise, die erforderlich ist, um in den Endwagen des Kranbrückenträgers zu passen.
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Extruder-Hauptantriebe
Die Hauptgetriebe von Gummi- und Kunststoffextrudern verwenden Kegelstirnradgetriebe der K-Serie. Dabei muss der Motor oberhalb oder neben dem Extruderzylinder anstatt dahinter positioniert werden, wodurch die Baulänge der Extruderlinie minimiert wird. Das hohe Drehmoment des K187 (50.000 Nm) eignet sich für große Doppelschneckenextruder, die mit Schneckengetrieben nicht realisierbar sind.
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Becherwerksantriebe
Bei Becherwerks-Kopfwellenantrieben werden Getriebe der K-Serie verwendet, um den Motor seitlich am Aufzugsgehäuse anstatt oberhalb der Kopftrommel zu positionieren. Dadurch wird die Gesamtbauhöhe des Aufzugs in Gebäuden mit begrenzter Deckenhöhe über dem Austrittspunkt des Aufzugs reduziert.
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Ofen- und Trocknerantriebe
Die Hauptantriebe von Drehrohröfen und Drehtrocknern benötigen einen 90°-Winkel zwischen dem Hauptgetriebe und dem Ritzel am Ofenmantel. Getriebe der K-Serie bieten diesen Winkel bei gleichzeitig hoher Drehmomentkapazität und langer Lebensdauer, die für den kontinuierlichen 24-Stunden-Betrieb von Zement- und Mineralaufbereitungsanlagen erforderlich sind.
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K-Serie vs. Schneckengetriebe für schwere Winkelantriebe
Effizienz bei hoher Leistung
Bei Abtriebsdrehmomenten über 1.500 Nm wird der Effizienzvorteil der K-Serie gegenüber dem Schneckengetriebe wirtschaftlich entscheidend. Ein 55-kW-Winkelgetriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von 50:1: Der Wirkungsgrad des Schneckengetriebes liegt bei ca. 521 TP³T, wodurch 26 kW als Wärme im Getriebegehäuse abgeführt werden. Die K-Serie hingegen erreicht einen Wirkungsgrad von ca. 931 TP³T, sodass nur 3,9 kW abgeführt werden. Das Schneckengetriebe benötigt bei dieser Leistung einen Zwangsölkühler und kann ohne zusätzliche Kühlung die zulässigen Gehäusetemperaturgrenzen überschreiten. Die K-Serie benötigt keine Kühlung über die natürliche Konvektion hinaus, was die Installation vereinfacht und das Kühlsystem als potenzielle Fehlerquelle eliminiert.
maximales Ausgangsdrehmoment
Das größte Standard-Schneckengetriebe (NMRV150) hat ein maximales Abtriebsdrehmoment von ca. 1.500 Nm. Darüber hinaus erfordern Schneckengetriebe spezielle oder sehr große Gehäusekonstruktionen, die schwer, teuer und zeitaufwändig zu beschaffen sind. Die K-Serie bietet standardmäßige Abtriebsdrehmomente von 1.500 Nm (K77) bis 50.000 Nm (K187) und deckt damit den gesamten Bereich schwerer Winkelgetriebe ab – von Förderband-Kopfriemenscheiben bis hin zu Extruder-Hauptgetrieben – und das alles mit einer einzigen Standardproduktfamilie.
Rückfahrbarkeit und Lastaufnahme
Die K-Serie ist im Gegensatz zum Schneckengetriebe, das oberhalb von 30:1 selbsthemmend blockiert, in allen Übersetzungsverhältnissen rückwärtsantreibbar. Bei schweren Schrägförderanlagen und Kranantrieben ist daher bei der K-Serie ein separater elektromagnetischer Bremsmotor erforderlich, um die Last im Stillstand des Motors zu halten – dieselbe Anforderung wie bei den Stirnradgetrieben der R- und F-Serie. Für Anwendungen, bei denen die Selbsthemmung der Schnecke ausschlaggebend war (z. B. Torantriebe, Lastenaufzüge), bietet das Stirnrad-Schneckengetriebe der S-Serie eine Zwischenlösung mit höherem Wirkungsgrad als ein reines Schneckengetriebe. Dabei bleiben die rechtwinklige Geometrie und die Selbsthemmung bei hohen Übersetzungsverhältnissen erhalten.
Häufig gestellte Fragen – K-Serie Schrägstirn-Reduzierstück
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