Wirkungsgrad einer Antriebskette berechnen
Gesamtwirkungsgrad über bis zu vier Stufen, Verlustleistung, Rückwärts-Wirkungsgrad mit Selbsthemmungsgrenze — auf Wunsch mit Jahresenergie, Energiekosten und dem Vergleich gegen eine zweite Variante.
Wirkungsgrad der Antriebskette berechnen
Stufen und Leistung eingeben — die Ergebnisse erscheinen sofort.
Stufen der Kette
Betrieb
Ohne Betriebsstunden bleibt der Energieteil aus.
Formeln
η_ges = η₁ · η₂ · … · ηₙ P_an = P_ab / η_ges P_V = P_an − P_ab η′ ≈ 2 − 1/η_ges W = P_an · t ΔW = P_ab · (1/η_A − 1/η_B) · t t_Amort = Mehrpreis / (ΔW · Strompreis)
Die Vorbelegung je Bauart ist die untere Grenze der Spanne aus dem Ratgeber — bewusst konservativ. Jeder Wert ist überschreibbar.
Was das Modell abdeckt
Gerechnet wird mit einem festen Wirkungsgrad je Stufe. In Wirklichkeit hängt er von Last, Drehzahl, Öltemperatur und Viskosität ab: Im Teillastbetrieb bleiben die lastunabhängigen Verluste konstant, ihr relativer Anteil wächst, und der Wirkungsgrad fällt unter den Katalogwert (ISO/TR 14179). Der Rechner rechnet mit dem Wert, den Sie ihm geben — er prüft nicht, ob dieser für Ihren Betriebspunkt gilt. Zahnriemen und Kette stehen nicht zur Auswahl, weil dafür keine belegten Werte vorliegen; tragen Sie Ihren Katalogwert über „Eigener Wert" ein.
Wie der Gesamtwirkungsgrad entsteht
Der Wirkungsgrad einer Stufe ist das Verhältnis von abgegebener zu zugeführter Leistung: η = P_ab / P_an. Bei mehreren Stufen multiplizieren sich die Einzelwirkungsgrade — sie addieren sich nicht. Zwei Planetenstufen mit 96 % und 95 % ergeben deshalb nicht 95,5 %, sondern 0,96 · 0,95 = 91,2 %. Genau das ist der Grund, warum jede zusätzliche Stufe teurer ist, als sie auf den ersten Blick aussieht.
Aus dem Gesamtwirkungsgrad folgt die aufzubringende Antriebsleistung P_an = P_ab / η_ges, und die Differenz P_V = P_an − P_ab geht als Wärme ins Gehäuse. Bei 7,5 kW Antriebsleistung und 91,2 % sind das 660 W, die abgeführt werden müssen — das entscheidet über Gehäusegröße, Kühlrippen und im Zweifel über eine Fremdkühlung.
Die Vorbelegung je Bauart stammt aus der Tabelle im Ratgeber Wirkungsgrad von Getrieben berechnen und ist immer die untere Grenze der dort genannten Spanne. Das ist Absicht: Ein Rechner, der ungefragt den Bestwert annimmt, weist zu wenig Verlustleistung und zu kurze Amortisationszeiten aus — beides in der für Sie ungünstigen Richtung. Jeder Wert lässt sich überschreiben, sobald der Katalogwert Ihres Getriebes vorliegt.
Rückwärts-Wirkungsgrad und die 50-%-Grenze
Wird ein Getriebe von der Abtriebsseite her zurückgetrieben, gilt der Rückwärts-Wirkungsgrad η′, und er ist stets kleiner als η. Aus dem Vorwärtswert lässt er sich näherungsweise abschätzen: η′ ≈ 2 − 1/η. Setzt man η = 0,5 ein, ergibt sich η′ = 0 — das ist die theoretische Grenze der statischen Selbsthemmung. Der Rechner wendet die Näherung auf den Gesamtwirkungsgrad an und behandelt die Grenze inklusiv: 50 % exakt gilt bereits als selbsthemmend.
Wichtig dabei: Diese Aussage gilt für die ruhende Last. Unter Vibration oder Stößen sinkt der wirksame Reibwert, sodass nominell selbsthemmende Getriebe zurückrutschen können. Für sicherheitsrelevante Haltefunktionen ist Selbsthemmung deshalb kein Ersatz für eine Bremse.
Häufige Fragen
Warum stehen Zahnriemen und Kette nicht zur Auswahl?
Weil uns dafür kein belegter Wert vorliegt. Die Tabelle, aus der die Vorbelegungen stammen, kennt nur „Riemengetriebe (Standard)" — was den Keilriemen meint. Zahnriemen und Kette liegen darüber, aber eine Zahl aus dem Bauchgefühl wäre in einem Auslegungsrechner das falsche Werkzeug. Wählen Sie „Eigener Wert" und tragen Sie den Wert aus Ihrem Katalog ein.
Gilt der Katalogwirkungsgrad auch im Teillastbetrieb?
Nein. Der Katalogwert gilt für den Nennbetriebspunkt. Die lastunabhängigen Verluste — Planschen, Dichtungs- und Lagergrundreibung — bleiben bei konstanter Drehzahl nahezu gleich, während die übertragene Leistung sinkt. Ihr relativer Anteil wächst also, und der Wirkungsgrad fällt. Bei Schneckengetrieben ist der Effekt so stark, dass sie im Teillastbetrieb unter die Selbsthemmungsgrenze rutschen können. Die rechnerische Aufteilung der Verluste regelt ISO/TR 14179.
Wie belastbar ist die Amortisationszeit?
Sie ist so belastbar wie Ihre drei Annahmen: Mehrpreis, Strompreis und Jahreslaufzeit. Die Rechnung übernimmt sie unverändert und rechnet ΔW = P_ab · (1/η_A − 1/η_B) · t. Sie ist ein Größenordnungs-Vergleich zweier Varianten, keine Investitionsrechnung — Wartung, Ausfallrisiko und Ersatzteilverfügbarkeit fehlen darin vollständig. Wer die mitnehmen will, findet den Rahmen im Leitfaden zur TCO-Berechnung im Antriebsstrang.
Sagt der Rechner, ob das Getriebe thermisch standhält?
Nein. Er nennt die Verlustleistung, die als Wärme anfällt — nicht, ob das Gehäuse sie abführen kann. Die thermische Dauerleistungsgrenze folgt aus dem Wärmehaushalt des konkreten Getriebes und steht in den Herstellerkennlinien. Schicken Sie uns Ihre Werte, dann prüfen wir das zusammen mit der mechanischen Auslegung.
Hinweis: Die bereitgestellten Rechentools dienen ausschließlich zur ersten Orientierung und ersetzen keine verbindliche Auslegung durch qualifiziertes Fachpersonal. Alle Ergebnisse sind vor dem Einsatz in sicherheitsrelevanten Anwendungen durch geeignete Ingenieurberechnungen zu verifizieren. Technische Antriebselemente GmbH übernimmt keine Haftung für Schäden, die aus der Verwendung der Berechnungsergebnisse entstehen.
Getriebe zur geforderten Abtriebsleistung auslegen lassen?
Gesamtwirkungsgrad und Verlustleistung stehen — offen bleiben die Wärmebilanz im Gehäuse, der Wirkungsgrad im tatsächlichen Betriebspunkt und die Frage, ob die Übersetzung sich auf weniger Stufen verteilen lässt. Übernehmen Sie Ihre Werte in die Anfrage, wir schlagen passende Getriebe aus dem Programm vor.
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