Mit Systemen Mehrwerte generieren

Exklusiv in KEM Der Autor dieses Beitrags, Christian Deppisch, ist Produktingenieur bei der Wittenstein alpha GmbH in Igersheim

So belegen Beispielrechnungen, dass die erzielbare Zeit- und Aufwandsminimierung in Konstruktion, Beschaffung, Logistik und Buchhaltung zu monetären Einsparungen von bis zu 80 % des eigentlichen Warenwertes des betreffenden Zubehörs führen kann – und dies bei jedem einzelnen, wiederkehrenden Bestellvorgang.

Rund um die Kernkompetenz qualitativ hochwertiger, spielarmer Planetengetriebe, wie sie unter anderem in den Baureihen SP+ und LP+, Servo-Winkelgetrieben, Servo-Schneckengetrieben sowie mechanischen Ritzel-Zahnstangen-Systemen zum Ausdruck kommt, bietet die Wittenstein alpha GmbH eine breite Palette an technisch abgestimmtem Zubehör sowie individuellen Dienstleistungen an. Diese Kombination lässt Antriebslösungen mit hoher Leistungsfähigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit entstehen. In Verbindung mit der applikationsorientierten Beratung wird so eine ganzheitliche Antriebsauslegung möglich, die maximale Gesamtperformance ohne Überdimensionierung erlaubt.

Eingeschränkte Leistungspotenziale, etwa bei der Drehmomentübertragung, nicht realisierbare Leistungsreserven, abweichende Baugrößen und Leistungskompaktheit – die Auswahl und Dimensionierung von Standard-Zubehörartikeln aus einem herstellerübergreifenden Katalog zwingt häufig zu Kompromissen. Eine Ursache ist die fehlende technische Abgestimmtheit hinsichtlich der Antriebs- und Kundenschnittstellen, wie dem einzusetzenden Getriebe oder der Anbindung an die Maschinenkonstruktion. Darüber hinaus können Katalogdaten die Ergebnisse bei der mechatronischen Antriebsauslegung individuell berechneter Lastoptimierungen, etwa hinsichtlich höherer Drehzahlen, Dynamiken, Radialkräfte oder höherer Abtriebsdrehmomente, nicht berücksichtigen. Damit bleiben beispielsweise Downsizing-Potenziale sowie Sicherheiten im Not-Aus-Fall unerkannt.

Technisch und geometrisch perfekt abgestimmt auf die jeweiligen Getriebe-Baureihen, gewährleisten Kupplungen und Schrumpfscheiben von Wittenstein volle Leistungsentfaltung, kompakte Antriebskonzepte, hohe Sicherheit und gleichzeitig ein Feintuning des Antriebsstrangs für eine harmonische Servo-Antriebslösung.

Mit besonderen konstruktiven Maßnahmen ist es gelungen, Zubehör wie Kupplungen und Schrumpfscheiben an die Geometrien und Einsatzbedingungen der spielarmen Planetengetriebe anzupassen. Ein Beispiel sind die hinsichtlich ihrer Massenträgheit optimierten Metallbalgkupplungen der BCT-Baureihe. Sie dienen der exakten, spielfreien und torsionssteifen Übertragung von Beschleunigungsmomenten von 50 bis 8500 Nm vom Flanschgetriebe TP+ auf die Lastwelle der Anwenderapplikation mit wählbaren Durchmessern von 12 bis 100 mm. Diese sind präzise gefertigt und perfekt an die Lochkreisgeometrie der Getriebe angepasst, wodurch sie einen optimalen Kraftschluss gewährleisten. Der Metallbalg, mit dem die Kupplung axiale, angulare und laterale Wellenverlagerungen ausgleicht, die sich aus Toleranz- und Fluchtfehlern sowie aus thermischen Veränderungen ergeben können, sorgt für hohe Lebensdauer – bei gleichzeitig maximaler Aufnahme von Beschleunigungs- und Bremsmomenten.

Schrumpfscheiben erlauben in Verbindung mit den präzisen Hohlwellen- und Aufsteckwellengetrieben kompakte und bauraumsparende Antriebskonzepte zur Montage an die Kundenabtriebswelle sowie die Übertragung von maximalen Beschleunigungsmomenten. Die spezielle technische Abstimmung auf die Getriebe von Wittenstein zeigt sich in der Konstruktion der Spannmechanik. Diese ist so ausgelegt, dass das axiale Anziehen der Spannschrauben nicht zu einer mechanischen Verformung der Lastwelle führen kann, sodass Spannkräfte gleichmäßig verteilt werden. Die homogene Gefügestruktur der Schrumpfscheibe lässt selbst hohe Spannungen und Drehmomente zu.

Das Trennen von An- und Abtrieb bei Überlast zum Schutz des Antriebes selbst wie auch der Maschine – das ist die Funktion von Sicherheitskupplungen. Sie stehen mit Bohrungsdurchmessern von 3 bis 100 mm zur Verfügung und eignen sich so für die gängigsten Geometrien. Ihr intelligenter, rein mechanischer und TÜV-zertifizierter Schaltmechanismus ermöglicht neben der präzisen und wiederholgenauen Drehmomentbegrenzung und Abschaltung innerhalb von 1 bis 3 ms auch ein sofortiges Wiedereinrasten der Kupplung unmittelbar nach dem Abfall der Überlast. Mit Blick auf die Schutz-, Verfügbarkeits- und Produktivitätsanforderungen der Maschine kann das werksseitig einzustellende Ausrastmoment von 0,1 bis 2800 Nm exakt definiert werden. Auch bei der Wiedereinrastung stehen verschiedene Funktionsprinzipien mit unterschiedlichen Einrastwinkeln von 60°, 120° und 180° zur Wahl.

Um Drehmoment-Stöße und Vibrationen im gesamten Antriebsstrang zu dämpfen und gleichzeitig eine hohe Laufruhe und hervorragende Rundlaufeigenschaften zu erzielen, sind die steckbaren Elastomerkupplungen eine ideale und intelligente Ergänzung. Sie bieten Bohrungsdurchmesser von 3 bis 80 mm und können Beschleunigungsmomente bis zu 2150 Nm übertragen. Bei gleichzeitigem Ausgleich von axialen, angularen und lateralen Versätzen fangen die Elastomerkupplungen Drehmoment-Stöße beim Anfahren und Bremsen, z. B. von Spindelantrieben, sowie Verschleiß verursachende Vibrationen auf. Abhängig von der erforderlichen Torsionssteifigkeit und dem gewünschten Dämpfungsverhalten kann zwischen verschiedenen Elastomerkränzen als Dämpfungselement gewählt werden.

Die Auslegungssoftware Cymex bietet per Mausklick alle Produktmerkmale, Anschlussoptionen und Leistungsparameter der Getriebe sowie der Zubehörtechnik. Kupplungen können passend zur Anwender- und Getriebeschnittstelle ausgewählt werden. Stoßfaktoren und Leistungsreserven lassen sich rechnerisch ermitteln, sodass die Kupplung exakt dimensioniert und passend zur erforderlichen Dynamik der Applikation ausgewählt werden kann.

Für Konstrukteure bietet die flexible und aufeinander abgestimmte Getriebe- und Zubehörtechnik interessante Möglichkeiten: Zur Auswahl stehen unterschiedliche Wellen- und Bohrungsdurchmesser, Bohrungen mit oder ohne Formschluss, Kupplungslängen, Montage- und Einbausituationen, Materialien je nach Einsatzgebiet, Zwischenelemente für gewünschte Torsionssteife und Dämpfungseigenschaften oder Ein- und Ausrastprinzipien bei Sicherheitskupplungen sowie Ausrastmomente. Damit eröffnen sich bei der konstruktiven Auslegung von Servo-Antriebssträngen vielfältige Freiheiten zur individuellen Optimierung.

Halle 15, Stand F08

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