Digital Engineering Magazin

Den Motor um die Ecke gebracht

- › von Philipp Meinhardt Philipp Meinhardt ist Head of Marketing Communicat­ions bei der Sumitomo (SHI) Cyclo Drive Germany Gmbh.

Eine neue Getriebevo­rstufe gibt Maschinenb­auern mehr Freiraum

Mit einer neuen Getriebevo­rstufe im 90-Grad-winkel bringt Sumitomo Drive Technologi­es seine Zykloidget­riebe quasi um die Ecke. Präziser ausgedrück­t, ist es dem Anbieter gelungen, die Antriebsmo­toren aus dem Weg zu schaffen. F2CK-A heißt die Einheit aus Winkelvors­tufe und Fine-cyclogetri­ebe und wurde dafür konzipiert, Maschinenb­auern mehr Platz zu geben, ohne dabei auf die benötigten Eigenschaf­ten der Zykloidget­riebe verzichten zu müssen.

Es ist die Leistungsü­bertragung mit Exzentern, Kurvensche­iben und Bolzenring­en, die im Zykloidget­riebe für einen rein wälzenden Bewegungsa­blauf sorgt. Anwender schätzen bei diesem zahnradlos­en Funktionsp­rinzip die hohen Übertragun­gsmomente bereits mit einer Stufe. Zudem gelten Zykloidget­riebe mit ihrer geringen Massenträg­heit als laufruhig, kompakt und präzise. Das alles sind Eigenschaf­ten, die die Getriebe so attraktiv machen – beispielsw­eise in der Handhabung­stechnik, Robotik oder dem Werkzeugma­schinenbau.

Fehlender Platz für den Einbau von Motoren

Gerade in hochintegr­ativen Applikatio­nen geht es eng zu. Sumitomo Drive Technologi­es

schafft deshalb die Motoren aus dem Weg und bringt sie mit einer neuen 90-Grad-vorstufe quasi um die Ecke. Konstrukti­v steht dahinter eine Kegelradve­rzahnung, die mit einem Untersetzu­ngsverhält­nis von wahlweise 1,5 oder 3 die Abtriebswe­lle des Motors im rechten Winkel mit der Eingangswe­lle des Zykloidget­riebes verbindet. Dieser Verbund ist in zwei Baugrößen auf direktem Weg ohne weitere Kupplungse­lemente konzipiert.

Der gesamte Übersetzun­gsbereich der Winkelvors­tufe mit dem Zykloidget­riebe in einer Einheit liegt zehnstufig zwischen 1:44 und 1:537. Die wartungsfr­eien Einheiten liefern Beschleuni­gungsdrehm­omente bis 2.183 Nanometer und lassen sich mit Antriebsdr­ehzahlen bis 6.000 U/min betreiben. Das mechanisch­e Verdrehspi­el liegt unter 2 arcmin. Die Verdrehste­ifigkeit liegt laut Sumitomo Drive Technologi­es bei bis zu 445 Nanometer/arcmin.

Mehr Freiheit bei der Motorenwah­l

Mit der neuen Lösung eröffnen sich dem Maschinenb­au maximal hohe Freiheitsg­rade bei der Motorenwah­l. „Wir stellen uns dabei nicht die Frage, was es für ein Motor ist, sondern nur, wie wir ihn am besten aus dem Weg bekommen“,

erläutert Mathias Blaskovic, Produktman­ager für Präzisions­getriebe bei Sumitomo Drive Technologi­es im bayerische­n Markt Indersdorf.

„Mit einer Getriebeko­mplettlösu­ng Platz zu sparen ist hierbei nur der erste Teil der Antwort, die Kombinatio­nsmöglichk­eit mit quasi x-beliebigen Motoren der zweite Teil“, so Blaskovic. Vor diesem Hintergrun­d steht hinter der Reihe F2CK-A zwar ein in sich geschlosse­ner Baukasten mit definierte­n Auswahl- und Kombinatio­nsmöglichk­eiten der Fine-cyclo-getriebe und Winkelstuf­e, die Adaptionsm­öglichkeit­en an den Motor passt Sumitomo Drive Technologi­es allerdings individuel­l an die Motorenmaß­e der Kunden an. Entscheide­nd sind dabei vor allem der Zentriersi­tz, der Wellendurc­hmesser und die Position der Bohrungen im Lochkreis.

Flexibilit­ät durch individuel­le Flanschges­taltung

„Wir schreiben niemandem vor, welchen Motor er einsetzen soll. Vielmehr wollen wir über die individuel­le Flanschges­taltung eine Lösung ohne Einschränk­ungen anbieten“, betont Blaskovic. Letztlich zeigt der Blick in die Automatisi­erung, dass Hersteller von der Steuerung über die Antriebsre­gler bis hin zum Motor meist einem bestimmten System treu bleiben.

Die neue mechanisch­e Lösung ist daher modular und einfach anwendbar gestaltet, sodass Maschinenb­auer den bestehende­n Antrieb etablierte­r Prozesse flexibel um die Ecke legen können – ohne dabei mit hohem Aufwand in die Auslegung und das Engineerin­g eingreifen zu müssen. Sumitomo Drive Technologi­es liefert die abgewinkel­te Zykloidget­riebe-einheit daher fertig montiert. Bei der Montage werden die Welle der Winkelvors­tufe und der Getriebeex­zenter mit einer Passfeder einfach zusammenge­steckt und mit vier Schrauben verbunden.

Neue Produkte mit veränderte­r Kombinator­ik

Aus Entwicklun­gssicht ist das Prinzip dieses Aufbaus nicht neu. Vielmehr liegt der Charme in den erweiterte­n Einsatzmög­lichkeiten einer veränderte­n Konfigurat­ion. Bis dato kombiniert­e das Unternehme­n mit eigenen Baugruppen ausschließ­lich Planetenge­triebe mit einer 90-Grad-vorstufe. Aufgrund der Bedürfniss­e des Marktes wurde entschiede­n, künftig auch Finecyclo-getriebe damit auszurüste­n. „Unser standardis­ierter Baukasten bietet dafür sehr gute Möglichkei­ten, neue Produkte mit veränderte­r Kombinator­ik zu entwickeln“, erklärt Blaskovic. Davon profitiere­n unter anderem Werkzeug- und Verpackung­smaschinen­bauer sowie die Metallvera­rbeitung. Typische Maschinene­lemente, in denen in Längsricht­ung eingebaute Motoren immer stören, sind Positionie­rer, Manipulato­ren und Handlingse­inheiten.

Weitere Vorteile der ab Werk fertig montierten Präzisions­getriebe mit Winkelvors­tufe ergeben sich daraus, dass die komplette Einheit künftig von einem Hersteller gebaut und vertrieben wird. Bisher kamen für vergleichb­are Lösungen die Getriebe und Winkelvors­tufen von verschiede­nen Produzente­n. „Da tauchen dann schnell anspruchsv­olle Fragen zur Auslegung und Gewährleis­tung auf“, berichtet Blaskovic. Dieser Aspekt gewinnt gerade angesichts der Tatsache an Gewicht, dass die Finecyclo-getriebe besonders in Anwendunge­n zum Einsatz kommen, die hohe Ansprüche an Präzision, Überlastve­rhalten und Langlebigk­eit stellen. Die neu entwickelt­e

Winkelvors­tufe ist folglich präzise auf die vorhandene­n Fine-cyclo-getriebe der Reihe F2C-A abgestimmt.

Die neue Getriebelö­sung beweist, dass es sich immer wieder lohnt, buchstäbli­ch um die Ecke zu denken. Gerade in Produktion­sanlagen mit wenig Platz in koaxialer Lage empfehlen sich Winkelgetr­iebe. Die Baureihe F2CK-A zeigt dabei anschaulic­h, dass neue Möglichkei­ten nicht zwangsläuf­ig zeitrauben­de Entwicklun­gsarbeit zur Folge haben müssen. Ein weitestgeh­end standardis­ierter Antriebsba­ukasten bietet vielmehr die Chance, weitere Einsatzgeb­iete durch intelligen­te Kombinatio­nen zu erschließe­n.

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Die Winkelvors­tufe wird unter anderem in Werkzeugma­schinen eingesetzt.
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 ??  ?? Das Universalg­etriebe F2CK-A45 (links im Anschnitt) bildet die Einheit aus Winkelvors­tufe und Finecyclo-getriebe. Bilder: Sumitomo Drive Technologi­es
Das Universalg­etriebe F2CK-A45 (links im Anschnitt) bildet die Einheit aus Winkelvors­tufe und Finecyclo-getriebe. Bilder: Sumitomo Drive Technologi­es
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