Für schnelle Anwendungen

Der Autor: Marcus Löw, Vertriebsleiter, Nabtesco

Ein wichtiger Schwerpunkt des Herstellers liegt auf der Entwicklung spezieller Getriebe für das Hochgeschwindigkeitshandling. Pick-and-place-Roboter wie beispielsweise Scara- und Delta-Roboter arbeiten im industriellen Umfeld mit immer höheren Geschwindigkeiten, sodass auch die dort verbauten Getriebe stark beansprucht werden. Bei diesen Maschinen sind nicht nur die Beschleunigungs- und Bremskräfte sehr hoch, die Ingenieure müssen darüber hinaus auch die Wärmeentwicklung aufgrund der hohen Umdrehungen stets im Auge behalten.

Um all diesen Faktoren gerecht zu werden, wurde mit der RF-P-Serie eine Getriebebaureihe in zykloider Bauart entwickelt, die sich speziell für Anwendungen mit hohen Drehzahlen eignet. Außerdem erfüllen die Zykloidgetriebe in Sachen Kompaktheit, Robustheit und langer Lebensdauer ebenfalls hohe Anforderungen und werden auch in Anwendungen mit wenig Bauraum eingesetzt. „Aktuell setzen wir unsere neuen High-Speed-Getriebe nicht nur in Robotikanwendungen, sondern auch in fahrerlosen Transportfahrzeugen im Bereich der Transport- und Lagerlogistik ein“, berichtet Daniel Obladen aus dem Bereich Sales General Industries bei Nabtesco Precision Europe. „Die Komponenten eignen sich darüber hinaus aber auch für den Einsatz in Werkzeugmaschinen für besonders schnellen Werkzeugwechsel.“

Die kompakten Exzentergetriebe der RF-P-Serie realisieren hohe Abtriebsgeschwindigkeiten bis zu 200 min-1 und arbeiten darüber hinaus sehr präzise. Der Hauptunterschied zu herkömmlichen Planetengetriebelösungen ist jedoch der minimale Verschleiß und das daraus resultierende geringe Spiel über die komplette Lebensdauer des Getriebes. Erreicht wird dieser Vorteil durch die spezielle Konstruktion des Kurvenscheibengetriebes. Während bei herkömmlichen Planetengetrieben durch den Effekt der Flankenglättung an den Zahnrädern nach gewisser Zeit eine deutliche Spielzunahme durch Abnutzung zu verzeichnen ist, behält das RF-P-Getriebe konstant ein Verdrehspiel von , 2 arc. min. Ermöglicht wird dies durch die für Zykloidgetriebe typische Kraftübertragung über Rollen ohne Zahnräder. Die rollende Reibung aller an der Kraftübertragung beteiligten Elemente gewährleistet außerdem ein sehr geringes Losbrechmoment.

Die neue RF-P-Serie stellt eine Weiterentwicklung der bewährten RV-Exzentergetriebe von Nabtesco mit zweistufigem Untersetzungsprinzip dar. Diese Grundkonstruktion führte bereits zu einem exzellenten Getriebeverhalten hinsichtlich Dynamik und Laufruhe sowie einer hohen Wiederhol- und Bahngenauigkeit, auch bei schnellen und abrupten Bewegungen.

Dank der umfangreichen jahrzehntelangen Erfahrungen des Getriebeherstellers konnten die beliebten Basisgetriebe nun vor allem in puncto Lebensdauer und Geschwindigkeit in der Anwendung optimiert werden. Die Lagerung der Exzenterwelle wurde dafür noch einmal überarbeitet und die Anzahl der Stifte im Getriebe reduziert. So können wesentlich höhere Drehzahlen an der Abtriebswelle realisiert werden. Durch die Anpassung des kompakten und robusten Präzisionsgetriebes an schnellere Anwendungen fällt das Getriebespiel im Vergleich zur RV-Serie zwar etwas höher aus, bleibt aber über die gesamte Lebensdauer von bis zu 20 000 h konstant.

Auch die Faktoren Zuverlässigkeit und Robustheit spielten bei der Entwicklung der neuen Baureihe eine wichtige Rolle. So sind für die Modelle RF-19P und RF-32P hohe Schockbelastungen von bis zu 570 bzw. 960 Nm kein Problem, das entspricht dem Dreifachen ihres zulässigen Nennmoments. Die reduzierte Reibung im Getriebe ermöglicht nicht nur höhere Drehgeschwindigkeiten bei geringem Spiel, die Getriebe sind zudem äußerst wartungsarm, langlebig und weisen einen hohen Wirkungsgrad von bis zu 80 % auf. „Das RF-19P stellt eine Erweiterung der RF-32P-Serie für geringere Drehmomente dar (Tnenn = 190 Nm)“, erzählt Obladen. Gerade die besonders schnellen Roboter würden in der Automatisierung häufig für Handlingaufgaben mit besonders kleinen Teilen eingesetzt, z. B. in der Handyherstellung. In diesem Fall wäre das 32P überdimensioniert. „So bieten wir unseren Kunden einen zusätzlichen Mehrwert und decken ein breiteres Einsatzspektrum ab. Aktuell sind wir mit einer Erweiterung der Baureihe in höhere Drehmomentbereiche beschäftigt“, so Obladen weiter.

In der Werkzeugmaschine eignet sich das RF-P-Getriebe besonders für den Einsatz in automatischen Werkzeugwechslern (ATC). Speziell in den Ausführungen mit einer Kette, bei denen die Drehzahl deutlich erhöht werden kann, bieten die Reduziergetriebe Vorteile und Werkzeuge können wesentlich schneller gewechselt werden. Durch die Möglichkeit der Ausführung mit Gehäuserotation kann der Anwender das Kettenrad darüber hinaus direkt mit dem Getriebegehäuse drehen lassen. Das spart Zeit und Kosten bei der Montage.

Um den Hochgeschwindigkeitsanwendungen gerecht zu werden, liefert Nabtesco die RF-P-Getriebe direkt mit dem passenden Schmiermittel. In den letzten Jahren hat das Unternehmen die Entwicklung eines eigenen Getriebeöls mit großen Schritten vorangetrieben. Ein Team, bestehend aus erfahrenen Konstrukteuren, Chemikern, Anwendern und einem namenhaften deutschen Forschungsinstitut hat mit großem Erfolg einen Schmierstoff mit dem Namen Vigo Oil entwickelt, der den spezifischen Vorgaben eines Zykloidgetriebes gerecht wird. Durch zahlreiche Versuche, Analysen und Feldtests wurden diese Anforderungen verifiziert. Für den Lebensmittelbereich bietet der Getriebehersteller darüber hinaus spezielle, verträgliche H1-Schmierstoffe an.

Wie alle anderen Baureihen wird das Basisgetriebe der RF-P-Serie in Japan hergestellt und auf Anwenderwunsch in Deutschland veredelt oder angepasst. „Wir bieten Modifikationen mit Anbauteilen wie Flanschen und Ritzeln sowie komplett geschlossene und vorgeschmierte Getriebelösungen“, erzählt Obladen. „Das kommt vor allem Unternehmen zugute, die nicht über die entsprechenden Engineering-Kapazitäten im eigenen Haus verfügen.“ Diesen Servicegedanken baut der Getriebehersteller künftig weiter aus. In Zukunft möchte Nabtesco nicht mehr nur als reiner Getriebe-, sondern als Systemlieferant in Erscheinung treten. Das Unternehmen wird dem Anwender im Rahmen dieser Strategie ganzheitliche Lösungen für seine antriebstechnischen Herausforderungen anbieten. Aus diesem Grund wird Nabtesco mittelfristig auch die elektrische- und steuerungstechnische Expertise seines Teams erweitern. „Wir werden vormontierte Teilsysteme liefern, die der Kunde nur noch einbauen muss“, beschreibt Obladen die Zukunftsvision des Unternehmens.

Ein gutes Anwendungsbeispiel bieten in diesem Zusammenhang Scara-Roboter mit zusätzlicher Schwenk- und Hubachse. So wird Nabtesco zukünftig neben der Konstruktion anwenderspezifischer Getriebe auch zusätzliche Winkelgetriebe anbieten und darüber hinaus die Auslegung des kompletten Roboters inklusive Servomotoren übernehmen. I

Nabtesco Precision Europe GmbH

Düsseldorf

Marcus Löw, Vertriebsleiter

Tel.: +49 211 17379-250

Detaillierte Informationen zu den Zykloidgetrieben:

t1p.de/h61q