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antriebstechnik 8/2015

antriebstechnik 8/2015

GETRIEBE UND

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN 04 Segmentierte Einzelzähne, angeordnet auf einem 2er- oder 3er-Antriebspolygon mit Nadellager, die dynamisch entlang der Innenverzahnung des Hohlrades geführt werden 05 Dynamisierte Zähne, die um ein Polygon herum gruppiert sind, kennzeichnen die neue Getriebe-Kinematik tenrad, Hypoidgetriebe, Harmonic-Drive- Prinzip, Exzentergetriebe mit Evolvente − und eben Zykloidgetriebe. Hinzu kommt, dass die Verzahnungsgeometrie erstmals als logarithmische Spirale ausgeführt ist, wodurch der Zahneingriff nicht mehr wie bei Getrieben mit Zahnrädern als Linienkontakt erfolgt, sondern als Flächenkontakt. FEM-Vergleichsberechnungen mit einem schrägverzahnten Planetengetriebe zeigen z. B., dass bei gleichem Hohlwellendurchmesser die neue Galaxie-Getriebekinematik 6,5-mal mehr tragende Zahnfläche aufweist. Hieraus resultieren zu einem erheblichen Maße u. a. die bis zu 170 %ige Leistungssteigerung bei der Drehmomentwandlung und die bis zu dreifach höhere Überlastsicherheit. Zudem baut sich beim flächigen Multizahneingriff der Galaxie-Kinematik ein hydrodynamischer Schmierfilm auf − und dies auch bei höchster Momentenbelastung schon ab geringen Drehzahlen. Dies minimiert mechanischen Verschleiß und Abrieb und hält ein einmal eingestelltes Verdrehspiel über die Lebensdauer absolut konstant. Und leise ist Galaxie auch − und bleibt es selbst bei maximaler Belastung. Fast sechs Mal höhere Verdrehsteifigkeit Fast Faktor 6 − um so viel höher ist die Verdrehsteifigkeit des Galaxie Antriebssystems im Vergleich mit anderen Getriebegattungen. Erreicht wird dies durch das besondere Konstruktionsprinzip der Getriebe-Kinematik. Zwischen dem Zahnträger und der Innenverzahnung des Hohlrades ist nur noch ein minimaler Spalt vorhanden. Durch diesen extrem kurzen Abstand gibt es kaum noch eine Biegelänge. Zudem optimieren die Zähne − durch ihre zylindrische Führung im Zahnträger − von selbst ihre Ausrichtung und das Eingreifen in die Innenverzahnung. Dadurch wird prinzipbedingt eine optimale Breitenlastverteilung erreicht. Das Ergebnis: Ein völlig spielfreies Getriebe. Die Verdrehsteifigkeit ist um bis zu 580 % höher als bei bestehenden Technologien. Selbst bei Wechselbelastung im Nulldurchgang bleibt eine sehr hohe Steifigkeit erhalten − ohne dass sich dabei die maximal übertragbaren Drehmomente reduzieren! Erfolgreiche Umsetzung im Pilotprojekt Volle Geschwindigkeit ohne Vibrationen − das klang zu Anfang zu schön, um wahr zu sein. Im Rahmen eines gemeinsamen Pilotprojektes arbeiteten sich die Ingenieure von Wittenstein zunächst tief in das Verzahnungswalzen ein. Dadurch war es möglich, den Prozess im Zusammenspiel mit dem Galaxie Antriebssystem zu verstehen und ihn so zu modellieren, dass die technischen Vorteile qualifizierbar und quantifizierbar wurden. Nach der Integration des neuen Antriebssystems wurde die Bearbeitungsgeschwindigkeit in Tests mit ausgewählten kritischen Teilen nach und nach gesteigert und lag am Ende bei mehr als 120 % vom bisherigen Ausgangswert. Musterrechnungen ergaben, dass selbst bei einer vorsichtigen, lediglich 1,5fachen Steigerung der Prozessgeschwindigkeit eine Verringerung der produktiven Hauptbearbeitungszeit pro Teil um 40 % erreicht wird. „Dementsprechend erhöhte sich bei konstanter Nebenzeit die Zahl bearbeitbarer Werkstücke von vier Teilen pro Minute auf 5,1 Teile pro Minute − also um 29 Prozent“, bilanziert Dr. Kohlsmann. Enabler für die nächste Generation Die Integration in die Verzahnungswalzmaschinen von Profiroll Technologies demonstriert, wie das Galaxie Antriebssystem zum Enabler für neue Maschinengenerationen wird. War in dieser Applikation die Verdrehsteifigkeit maßgebend, so können in anderen Aufgabenstellungen Leistungsmerkmale wie die dreifach höhere Tragfähigkeit, Verschleiß- und Spielfreiheit, die dynamische Positioniergenauigkeit, die dreifach verbesserte Überlastfähigkeit oder der exakte Gleichlauf den Ausschlag zugunsten von Galaxie geben. Konstrukteuren und Ingenieuren öffnet sich mit dem neuen Antriebssystem eine technologische Tür, die es ermöglicht, Maschinen komplett neu zu überdenken und echte Entwicklungssprünge hinsichtlich Produktivität, Präzision und Dynamik zu realisieren. www.wittenstein.de 22 antriebstechnik 8/2015

Servo-Schwenkantrieb für große Momente Das Unternehmen SPN Schwaben Präzision baut das Mecha tronik-Know-how seit Jahren kontinuierlich aus. Ergebnis dieser Bemühungen ist ein Servo-Schwenkantrieb mit 4500 Umdrehungen pro Minute eingangsseitig, der in der Automobilindustrie zum Einsatz kommt. Gegenüber einem Pneumatikoder Hydraulik-Schwenker lässt sich bei dem System das Spitzenmoment von 700 Nm über den ganzen Fahrbereich flexibel erzeugen und kontrollieren. Das gilt auch für das Fahrprofil, denn Geschwindigkeit und Beschleunigung können beliebig programmiert werden. Der Maschinenführer stellt die Endlagen bequem über die Softwareprogramme ein. Gleichzeitig kann er Drehzahl, Lage, Stillstand und Geschwindigkeit jederzeit überwachen, was die Sicherheit der Anlage erheblich steigert. Aufgrund der hohen Energieeffizienz des Systems amortisieren sich die Anschaffungskosten für den Servo-Schwenkantrieb schnell. Das Anwendungsspektrum reicht vom Schwenken schwerer Lasten, Andrücken mit programmierbarem Anpressdruck bis zum Antrieb für Rundschalttische. www.spn-hopf.de Für dynamische Positionieraufgaben im Dauerbetrieb Kugel- und Trapezgewindetriebe dienen der Umsetzung einer Dreh- in eine Längsbewegung und umgekehrt. Zum Einsatz kommen die Gewindetriebe in vielfältigen Anwendungen − z. B. in der Holzbearbeitung. Hier dienen sie dazu, Holzblöcke exakt auf der Schälachse einer Rundschälmaschine zu positionieren. Die Präzision ist nötig, um unnötigen bzw. steigenden Ausschuss und damit sinkende Produktivität zu vermeiden. Zusätzlich zu den Standardmodellen fertigt Rodriguez auf applikationsspezifische Sonderausführungen. Neben Kugelgewindetrieben hat der Hersteller auch Rollengewindetriebe im Sortiment. Diese eignen sich, um hohe Belastungen über eine lange Betriebsdauer aufzunehmen. Alle Gewindespindeln von Rodriguez sind sowohl in metrischen als auch zölligen Abmessungen erhältlich und i. d. R. kurzfristig verfügbar. www.rodriguez.de Regelbares Planetengetriebe etabliert sich im US-Markt Der Vorecon mit Doppelwandler baut seine Präsenz auf dem US-Markt aus. Bereits fünf der regelbaren Planetengetriebe von Voith sind in Kompressorstationen verbaut, die Erdgas von der Marcellus-Schieferformation in die Mittelatlantik- und Südoststaaten transportieren. Sie erhöhen die Kapazität um über ein Viertel und verbessern die Zuverlässigkeit und die Effizienz im Verfahren. Der Vorecon mit Doppelwandler ist ein regelbares Planetengetriebe mit zwei aufeinander abgestimmten Drehmomentwandlern. So bietet er auch im unteren Drehzahlbereich einen hohen Wirkungsgrad bei der Drehzahlregelung von Pumpen und Kompressoren. Er ist bis zu zwei Prozent effizienter als Antriebe mit Frequenzumrichter. Das Planetengetriebe mit Doppelwandler ist die ideale Lösung für Anwendungen, die sich häufig im Drehzahlbereich von 60 bis 90 % der Maximaldrehzahl befinden. www.voith.de Zukunftsweisend! KEGEL- STIRNRAD- GETRIEBE KEGEL- STIRNRAD- GETRIEBE Sie Sie haben die die Wahl: höchste ZAE –– Qualität für für Servo-, IEC oder Nema-Motoren. Kürzeste Lieferzeiten durch Baukastensystem –– Zukunftsweisend! individuell anpassbar für für Ihre Anwendung Sie haben die Wahl: höchste ZAE – Qualität für Servo-, IEC oder Nema-Motoren. Kürzeste Lieferzeiten durch Baukastensystem – individuell anpassbar für Ihre Anwendung Wirkungsgrad 97% Übersetzungen von 10:1 bis bis 200:1 Servotauglich leicht zu zu reinigende Oberfläche Wirkungsgrad höchste 97% Steifigkeit Übersetzungen exellente von Laufruhe 10:1 bis 200:1 Atex Ausführung verfügbar Servotauglich leicht zu reinigende Oberfläche höchste Steifigkeit exellente Laufruhe Atex Ausführung verfügbar ZAE-AntriebsSysteme GmbH && Co Co KG KG Hamburg www.zae.de

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