Hystereseverlust und die Präzision von Getrieben

Hystereseverlust ist unvermeidbar. Auch spielfreie Getriebe weisen ihn auf. Das liegt an der inneren Reibung und Materialverformungen beim Wechsel der Drehrichtung. Doch es gibt Unterschiede. Wie hoch der Wert ausfällt, hängt von mehreren Faktoren ab. Wir erklären Ihnen, worauf Sie bei der Wahl Ihrer Getriebe achten sollten und warum Zykloidgetriebe und Wellgetriebe in puncto Präzision unschlagbar sind.

Was versteht man unter Hystereseverlust bei Getrieben? 

Der Hystereseverlust (engl. Hysteresis Loss) beschreibt die Verdrehung der Abtriebswelle bei blockierter Eingangswelle, mit einem definierten Drehmoment (bei Nabtesco bis Nennmoment), abgelesen auf der 0-Achse. Er setzt sich aus dem rein mechanischen Spiel bzw. Verdrehspiel (Backlash) und der Reibung, die verfahrensbedingt beim Abfahren der Hysterese auftritt, zusammen.

Wie wird gemessen?

Der Hystereseverlust wird durch Abfahren der Hysterese gemessen. Dabei handelt es sich um ein standardisiertes Prüfverfahren: Während die Antriebswelle fixiert ist, wird die Abtriebswelle mit einem Drehmoment belastet – erst mit steigendem, dann mit fallendem und im Anschluss wieder mit steigendem. Die Winkeltoleranz zwischen An- und Abtriebswelle bei einem Drehmoment von 0 Nm wird als Hystereseverlust bezeichnet. 

Wie wichtig ist der Wert für die Präzision von Getrieben?

Der Hystereseverlust ist ein wichtiger Indikator für die Präzision von Getrieben. Je geringer der Wert ist, umso präziser arbeitet das Getriebe. Bei Zykloidgetrieben und Wellgetrieben liegt er je nach Baureihe zwischen 0,2 bis maximal 1 arcmin. Auch Werte < 0,25 arcmin sind technisch realisierbar.

Was ist der Unterschied zwischen Hystereseverlust, Backlash und Lost Motion?

Im Zusammenhang mit der Präzision von Getrieben gibt es verschiedene Kenngrößen. Diese sind eng miteinander verbunden und entscheidend für die Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Leistungsfähigkeit des Antriebs:

• Backlash ist das rein mechanische Spiel.
• Hystereseverlust ist die Summe aus Backlash und Reibung.
• Lost Motion beschreibt den Verdrehwinkel bei kleinen Drehmomenten (3 % des Nenndrehmoments).

Wellgetriebe sind absolut spielfrei, das Verdrehspiel ist also gleich Null. Zykloidgetriebe sind spielreduziert bzw. nahezu spielfrei mit einem reinen Verdrehspiel von lediglich 0,1-0,2 arcmin über die gesamte Lebensdauer – an der Abtriebswelle ist also kein spürbares Spiel vorhanden. Der Lost-Motion-Wert unserer Getriebe liegt durchschnittlich in einem sehr niedrigen Bereich von 0,3 bis 0,6 arcmin. Zum Vergleich: Herkömmliche spielreduzierte Planetengetriebe haben normalerweise ein Verdrehspiel von 1 bis 3 arcmin, Standard-Planetengetriebe sogar von >7 arcmin.

Welche Faktoren beeinflussen den Hystereseverlust bei Getrieben?

Die Höhe des Hystereseverlustes ist von einer Vielzahl von Faktoren abhängig. Dazu gehören neben dem Konstruktionsprinzip auch Materialien, Temperatur, Schmiermittel, Verschleiß und Applikationsparameter.

Wichtige Einflussfaktoren:

• Getriebeprinzip
• Materialien
• Elastizität und Steifigkeit
• Temperatur im Getriebe
• Wahl des Schmiermittels
• Fertigungstoleranzen
• Montagegenauigkeit
• Betriebsbedingungen

Welche Getriebe sind für Präzisionsanwendungen besonders geeignet?

Unsere Zykloidgetriebe und Wellgetriebe sind unschlagbar in puncto Präzision, Drehmomentkapazität sowie Drehmomentdichte – und damit eine Idealbesetzung für alle Applikationen, die exakt ausgeführte Bewegungen und punktgenaues Positionieren. Wir beraten Sie gern!

Möchten Sie mehr über den Hystereseverlust bei Getrieben erfahren oder haben Sie Fragen zu einem konkreten Projekt? Nehmen Sie Kontakt mit unseren Experten auf.