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antriebstechnik 8/2021

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antriebstechnik 8/2021

GETRIEBE UND

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN KRONENRADGETRIEBE EFFIZIENT UM DIE ECKE KOMMEN Soll eine Antriebsleistung „ums Eck gehen“, sind zur Untersetzung hochdrehender Elektromotoren Kegel- oder Schneckenradgetriebe weit verbreitet. Diese können allerdings prinzipbedingt an ihre Grenzen stoßen. Teils müssen beschränkte Untersetzungen, Achsversatz und schlechtere Wirkungsgrade hingenommen und deshalb die Komponenten größer dimensioniert werden. Kronenradgetriebe von Ebm-Papst sollen hierfür Abhilfe schaffen. Bei standardmäßigen Winkelgetrieben sind die Wirkungsgrade recht hoch. Allerdings ist ihre Herstellung aufwendig, was sich auch im Preis niederschlägt. Mit der Kronenradtechnologie kann vor allem ein wirtschaftliches und effizientes Winkelgetriebe verwirklicht werden. In Bereichen wie der dezentralen Antriebstechnik ist dieses energieeffiziente Getriebe nun neu in den Fokus gerückt. Die richtige Kombination aus effizienten Motoren, Getrieben und Steuerungen ermöglicht auch im Leistungsbereich unter 250 W hohe Energieeinsparungen. Da dezentrale Antriebstechnik durch ihre Flexibilität im Maschinen- und Anlagenbau massiv an Bedeutung gewonnen hat, gibt es immer mehr solcher Antriebe. Getriebe, die mit möglichst hohem Wirkungsgrad arbeiten, sind deshalb gefragt. Aus diesem Grund hat der Getriebehersteller Zeitlauf, der heute zu Ebm-Papst gehört, die EtaCrown-Baureihe entwickelt. Die Kronenradgetriebe EtaCrown und EtaCrownPlus decken in unterschiedlichen Baugrößen die Untersetzungen im einstufigen Bereich bis 10:1, zweistufig bis 113:1 und dreistufig bis 289:1 ab. Im einstufigen Bereich erreichen die Kronenradgetriebe dabei Wirkungsgrade von über 90 % und lassen sich laut Hersteller wirtschaftlicher herstellen als Kegelradgetriebe. Prinzipbedingt stellen Kronenradgetriebe zudem geringere Anforderungen an die Achsabstandseinstellung als Kegelradgetriebe und erreichen bereits aus einer Stufe eine Untersetzung von 10:1 (Kegelrad: 5:1). Friedrich Obermeyer, Technologie & Methoden im Bereich Industrielle Antriebstechnik, ebm-papst St. Georgen WIRKUNGSGRADE VON ÜBER 90% Die kegelförmigen Zahnräder von Kegelradgetrieben sorgen dafür, dass Kronenradgetriebe für viele Anwendungen einsetzbar sind. Die Getriebefunktion ist nur dann einwandfrei, wenn sich die Mittellinien der Kegelräder genau in einem Punkt schneiden. Schon Wärmeausdehnung kann die Funktion daher beeinträchtigen. Schneckenradgetriebe sind da weniger empfindlich, jedoch ist bei ihnen die Richtung des Kraftflusses ungünstig. Das Drehmoment bewirkt in erster Linie eine Zug- bzw. Druckbelastung des Schneckenritzels. Da das Ritzel auf dem Schneckenrad gleitet, werden so je nach Untersetzung bis zu 2/3 der eingebrachten Antriebsenergie in Wärme umgewandelt. Der Motor und das Getriebe müssen daher größer dimensioniert werden als eigentlich notwendig, um die gewünschte Leistung zu erreichen. Zusätzlich ist die axiale Belastung der Schnecke durch entsprechend dimensionierte Axiallager aufzufangen. Bei den Kronenradgetrieben EtaCrown und EtaCrownPlus aus dem Ebm-Papst Antriebsbaukasten ist das anders: Das evolventische Antriebsritzel baut zylinderförmig und der Kontakt zwischen Ritzel und Abtriebsrad ist ein Wälzkontakt, es treten kaum Reibungsverluste auf. Der Wirkungsgrad liegt daher auch bei hohen Untersetzungen im Bereich von 90 %. Die Motorleistung steht so fast vollständig der Antriebsaufgabe zur Verfügung. Oft kann man den Antriebsmotor zudem kleiner dimensionieren und Bauraum sowie Kosten sparen. Da beim EtaCrown der Motor mit Antriebsritzel und die Abtriebsachse in einer Ebene liegen, lässt sich das Getriebe problemlos auch spiegelverkehrt einbauen, das reduziert die Lagerhaltung und vereinfacht die Logistik. 20 antriebstechnik 2021/08 www.antriebstechnik.de

01 01 Bei den Kronenradgetrieben baut das evolventische Antriebsritzel zylinderförmig und der Kontakt zwischen Ritzel und Abtriebsrad ist ein Wälzkontakt, es treten kaum Reibungsverluste auf 02 Durch die versatzlose Bauweise ist die Motor-Kronenradgetriebe-Kombination in den Türprofilen integrierbar – es gibt keine Motorüberstände, was Aussparungen oder zusätzliche Abstandsflansche zur Überbrückung von Abständen vermeidet 02 WEITERE EIGENSCHAFTEN DES GETRIEBES Häufige Gründe für den Einsatz von Kronenradgetrieben sind neben den hohen Wirkungsgraden das hohe übertragbare Drehmoment und die fehlende Selbsthemmung. Bei Schranken und Zugangskontrollsystemen z. B. lassen sich die Getriebe im Notfall auch bei hoher Untersetzung problemlos manuell zurückdrehen, ohne dass Komponenten zur Entkopplung notwendig sind, um den Antrieb vor Beschädigung zu schützen. Durch die versatzlose Bauweise ist die Motor-Getriebe-Kombination zudem gut in den Türprofilen integrierbar. Es gibt keine Motorüberstände. Das vermeidet Aussparungen oder zusätzliche Abstandsflansche zur Überbrückung von Abständen. Die Symmetrie in der Getriebekonstruktion macht Versionen für linken oder rechten Anschlag überflüssig. Die Bremse kann direkt an der Antriebswelle oder aber wie gewohnt an der B-Seite des Motors montiert werden, was den Aufbau vereinfacht und das Antriebssystem kompakter macht. BREITES EINSATZFELD MÖGLICH Weitere Anwendungsbereiche für die vielseitigen Winkelgetriebe sind z. B. Hubwagen oder fahrerlose Transportsysteme. Hohe übertragbare Drehmomente, Langlebigkeit sowie kompakte Abmessungen sind Eigenschaften, die das Kronenradgetriebe auszeichnen. Zudem weisen die Getriebe hohe Zuverlässigkeit, Laufruhe und geringe Erwärmung auf, weswegen sie auch in der Medizintechnik einsetzbar sind. EtaCrown und EtaCrownPlus sind Teil des Ebm-Papst Baukastensystems und können mit allen DC- und EC-Motoren sowie Bremsen und Gebern kombiniert werden. Individuelle Antriebskomplettlösungen aus einer Hand mit aufeinander abgestimmten Komponenten lassen sich im Online-Portal einfach zusammenstellen. Mithilfe definierter Vorzugstypen sind ausgewählte Antriebskonfigurationen innerhalb von 48 Stunden versandfertig. So können zum Beispiel Bemusterungen in kurzer Zeit realisiert werden. Fotos: Ebm-Papst www.ebmpapst.com DIE IDEE „Ziel der Produktentwicklung war es, eine Getriebelösung zu schaffen, wo zuvor eine Kombination aus Getriebesystemen und Komponenten zur Anwendung kamen. Durch den Einsatz von Kronenradgetrieben können wir dem Kunden nun ein wesentlich breiteres Funktionsfeld in seinem Produkt bieten.“ Friedrich Obermeyer, Technologie & Methoden im Bereich Industrielle Antriebstechnik, Ebm-Papst St. Georgen

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