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antriebstechnik 5/2015

antriebstechnik 5/2015

GETRIEBE UND

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN High Speed Cutting für exzellente Oberflächen Zahnstangentriebe sorgen für hohe Genauigkeit und Effizienz Johannes Kübler Mit moderner Hochgeschwindigkeitstechnologie hat Fidia S. p. A., Turin, manuelles Schlichten am Ende des Fräsprozesses fast eliminiert. Komplexe Formen lassen sich mit den Frässystemen in hoher Qualität produzieren und in minimalen Bearbeitungszeiten bearbeiten. Bei den Maschinen haben Zahnstangentriebe einen wesentlichen Anteil an der Realisierung von maximaler Achsdynamik und Bearbeitungspräzision. Mit der neu konstruierten GTF-Baureihe bietet die Fidia S. p. A. aus Turin Formenbauern der Automotiv- und Aerospace-Industrie eine Lösung für hochautomatisiertes High Speed Cutting großer Werkzeuge, von Aerospace-Strukturen sowie Komponenten für Jet-Motoren und -Formen. Bei diesem Fertigungsverfahren werden sehr hohe Oberflächenqualitäten erzielt, so dass vielfach eine Nachbearbeitung nicht notwendig ist. Johannes Kübler ist Leiter Vertrieb Produktmanagement Mechanik bei der Stöber Antriebstechnik GmbH & Co. KG in Pforzheim Die neue GTF-Baureihe mit ihren modular gestuften Bearbeitungslängen von 20 m und mehr, ist auch in der Bearbeitung und Herstellung großer Teile aus der Luft- und Raumfahrt zuhause. Mit ihrer Hochgeschwindigkeits-Zerspanungstechnologie lassen sich zerspanungsintensive Werkstücke aus Aluminium, Titan und Inconel-Legierungen schnell bearbeiten. Anfang der 1990er Jahre begann FIDIA mit den Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im High Speed Cutting-Bereich. Fest überzeugt von der erfolgreichen Zukunft dieser Technologie, startete das italienische Unternehmen in ein neues Geschäftsfeld als Maschinenbauer, bei der die eigenen Steuerungen die solide Basis bildeten. Heute zäh- len die Pioniere aus San Mauro Torinese, vor den Toren Turins, zu den weltweit führenden Anbietern in den Bereichen Konstruktion, Herstellung und Vertrieb von integrierten Multi-Achs-Systemen zur Bearbeitung komplexer Werkstücke im Werkzeug-, Formenund Modellbau. Mit derzeit neun verschiedenen Maschinen-Baureihen kann FIDIA sehr spezifische Lösungen anbieten. Achsdynamik und Präzision Einen wesentlichen Anteil an der Realisierung maximaler Achsdynamik und größter Bearbeitungspräzision haben die HighForce Zahnstangentriebe von Stöber aus Pforzheim im Zusammenspiel mit den Präzisions- Zahnstangen von Atlanta aus Bietigheim- Bissingen. Die Systemlösung mit ihrer hohen, linearen Steifigkeit überzeugte Fidia schnell. Um die hohen Kundenanforderungen speziell bei der Qualität der Werkstückober flächen zu erfüllen, ist beim High Speed Cutting die maximale lineare Steifigkeit notwendig, wie sie das ZTR-System bietet. So setzen die Spezialisten von Fidia bei den Gantry-Antrieben der X-Achse die Zahnstangentriebe vom Typ ZTR-PH8 Modul 4 ein. Wegen des knappen Bauraumes kommen in 01 GDF Bearbeitungszentrum für High Speed Cutting von Fidia 02 Die Systemlösung der Stöber ZTR- Zahnstangentriebe sorgen für extrem hohen, linearen Steifigkeit beim High Speed Cutting 34 antriebstechnik 5/2015

den Y-Achsen kleinere ZTRS-PH7 Zahnstangentriebe zum Einsatz. Durch den Einsatz einer Stützglocke gewinnt der kleinere Zahnstangentrieb deutlich an Steifigkeit und erreicht so die lineare Steifigkeit der X-Achse. Hocheffiziente Zahnstangentriebe 03 Mit der Stützglocke gewinnt der kleine Zahnstangentrieb deutlich an Steifigkeit „Bei Zahnstangentrieben war es bisher üblich“, erklärt Tommaso Imbratta, Geschäftsführer Stöber Italien, „das Ritzel direkt auf den Lochkreis der Flanschwelle eines Getriebes aufzusetzen. Bei der einseitigen Lagerung des Ritzels müssen das sehr hohe Kippmoment von den Lagern des Getriebes aufgenommen und überdimensionierte Getriebe mit starkem Drehmomentüberschuss eingesetzt werden.“ Um kleinere Getriebe mit dem tatsächlich benötigten Drehmoment einsetzen zu können, hat Stöber in Kooperation mit Atlanta ein hochsteifes Stützlagermodul mit integriertem Ritzel ZTRS entwickelt. Die Innenkontur der gegossenen Stützlagerglocke ist mit Versteifungsrippen ausgeführt, wodurch eine hochsteife Trageinheit für das Zahnstangenritzel zur Verfügung steht. Ritzel und Glocke sind mit dem Gehäuse- und Wellenflansch der Getriebebaureihe fest verschraubt. Durch dieses zusätzliche Stützlager wird eine sehr hohe Kippsteifigkeit des Antriebes erzielt und die Lager des Getriebes werden entlastet. Zugleich dient die Glocke als Schutzgehäuse und zur Aufnahme der optionalen Schmiereinrichtung mit Filzzahnrad. Aufgrund der hochsteifen Konstruktion mit reduziertem Kippmoment ist dieses Moment bei der Bestimmung des Antriebes nicht mehr die relevante Größe. Mit dem Stützlager wird das tatsächlich benötigte Drehmoment bzw. die Vorschubkraft zum entscheidenden Kriterium bei der Auslegung eines Zahnstangentriebes. So lassen sich Getriebe nutzen, die in der Regel eine Baugröße kleiner sind als dies bei konventioneller, einseitiger Ritzellagerung nötig wäre. Für Automation und Robotik optimiert Im High-End-Segment der Werkzeugmaschinen haben sich diese Zahnstangentrieb-Systeme etabliert. Für die Bereiche Automation und Robotik sind diese Systeme nicht optimal zugeschnitten und somit nicht wirtschaftlich einsetzbar. Darum hat Stöber das Zahnstangentrieb-System ZV entwickelt. Es ist speziell auf das Anforderungsprofil der Automation und Robotik zugeschnitten und bietet effiziente, montagefertige Lösungen, bei denen die Ansprüche an die Belastbarkeit und die Genauigkeit den Aufgaben entsprechend angepasst wurden. „Gefragt sind Systeme“, weiß Johannes Kübler, Leiter Vertrieb Produktmanagement Mechanik bei Stöber Antriebstechnik, „die die Konstruktion beschleunigen und vereinfachen, die zu 100 % prozesssicher arbeiten und die montagefertig mit allem notwendigen Zubehör verfügbar sind.“ Zahnstangentrieb mit System Basis für die ZV Zahnstangentrieb-Systeme sind einsatzgehärtete und geschliffene Ritzel der Verzahnungsqualität 7 sowie die darauf genau abgestimmten Zahnstangen. In dem umfassenden System sind die Ritzel u. a. für den Einsatz mit ServoFit Servo getrieben mit Vollwellenabtrieb ausgelegt. Dabei können die Anwender zwischen Ausführungen mit bündiger Ritzelverzahnung zum Wellenende oder zur Wellenschulter wählen. In dem System sind alle Welle- Nabe-Verbindungen spielfrei, schrumpf geklebt und passfederverbunden realisiert. Für die unterschiedlichen Einsatzfelder steht eine Vielzahl von Getrieben zur Auswahl, angefangen von Planeten- und Präzisions-Planetengetrieben über Servowinkel- bis zu hochsteifen Winkelgetrieben. Insgesamt stehen sechs Getriebebaureihen der Servofit-Familie mit montiertem Aufsteckritzel ZV zur Verfügung. Mit ihnen lassen sich Beschleunigungs-Vorschubkräfte bis zu 16 kN realisieren. Perfekt eingestellt und geschmiert „Bei Zahnstangentrieben bilden Ritzel und Zahnstange erst nach der Endmontage eine Einheit“, erklärt Johannes Kübler, „die von den Monteuren exakt hergestellt werden muss.“ Wenn der Achsabstand zwischen Ritzel und Zahnstange nicht genau justiert ist, arbeiten die Zahnstangentriebe mit erhöhtem Verschleiß und unpräzise. Ohne unterstützende Einstellhilfen ist eine exakte Justierung zeitaufwändig und kostspielig. Stöber hat für sein System eine kostengünstige und zeitsparende Lösung in Form von Einstellplatten und Einstellleiste entwickelt. Zwischen Maschinenwand und dem Getriebe montiert, lässt sich mit ihrer Hilfe der Achsabstand zwischen Ritzel und Zahnstange über vier Zylinderschrauben in der Einstellplatte oder optional über die Einstellleiste fein abstimmen und exakt justieren. www.stoeber.de antriebstechnik 5/2015 35

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