Vorteile von Zykloid- gegenüber Planetengetrieben und die Anwendungsbereiche der RF-P-Serie

Präzise und langlebig

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Wenn Anwender aus der Industrie Bedarf an robusten und präzisen Getrieben haben, kann Nabtesco eine passende Lösung bieten. Der japanische Spezialist für Zykloidgetriebe verfügt über 30 Jahre Entwicklungs- und Konstruktionserfahrung und gehört zu den Marktführern der Branche. Mit einem Weltmarktanteil von 60 % ist das Unternehmen sogar der größte Produzent von Präzisionsgetrieben für die Robotik. Im Gespräch erklärt Marcus Löw, Vertriebsleiter von Nabtesco Precision Europe, die Vorteile von Zykloidgetrieben gegenüber Planetengetrieben und für welche Anwendungen sich die neue RF-P-Serie eignet.

Das Interview führte Axel Hahne, Redaktion, Köhler + Partner GmbH, Buchholz i. d. N.

KEM: Herr Löw, wie unterscheiden sich Zykloidgetriebe von Planetengetrieben im Wesentlichen?
Löw: Planetengetriebe enthalten drei grundlegende Elemente: ein mittiges, sogenanntes Sonnenrad, drei oder mehr Satelliten- bzw. Planetenräder und ein Hohlrad. Im Gegensatz dazu sind Zykloidgetriebe zweistufige Antriebskomponenten. Im Wesentlichen bestehen sie aus vier Bauelementen: einer Antriebswelle, zwei oder drei Exzenterwellen, zwei Kurvenscheiben und einer der Untersetzung entsprechend langsam laufenden Abtriebswelle. Da die Zykloidgetriebe im Inneren ohne Zahnräder auskommen, sind sie keinen Scherkräften ausgesetzt. Das reduziert den Verschleiß und erhöht somit die Lebensdauer des Getriebes enorm.
KEM: Wann sollten Anwender sich für Zykloidgetriebe entscheiden?
Löw: In der Konstruktion sollte zunächst die benötigte Präzision in der Anwendung betrachtet werden. Wenn Spiel- und Positioniergenauigkeit von wesentlicher Bedeutung sind, bieten Zykloidgetriebe in der Regel die besseren Leistungsdaten. Auch die geforderte Untersetzung ist ein wichtiges Entscheidungskriterium: Bei Untersetzungen von 3:1 bis 100:1 weisen Planetengetriebe eine hohe Drehmomentdichte auf. Mit Zykloidgetrieben lassen sich aufgrund ihrer Bauart Untersetzungen unter 30:1 kaum erreichen. Wenn allerdings eine Untersetzung über 30:1 gefordert ist, bieten Zykloidgetriebe deutliche Vorteile, da sie – im Gegensatz zu Planetengetrieben – ohne zusätzliche Vorstufe auskommen. Außerdem haben Zykloidgetriebe bei gleichem Drehmoment in der Regel zwar einen größeren Durchmesser, dies allerdings bei einer deutlich kürzeren Baulänge.
KEM: Was hat es mit der RF-P-Serie auf sich?
Löw: Die Zykloidgetriebe der RF-P-Serie basieren auf unseren bewährten RV-Reduziergetrieben mit zweistufigem Untersetzungsprinzip. Die Konstruktion sorgt für ein besonders gutes Getriebeverhalten hinsichtlich Dynamik und Laufruhe. Sie bietet eine hohe Wiederhol- und Bahngenauigkeit auch bei sehr schnellen und abrupten Bewegungsabläufen.
KEM: Welche weiteren Vorteile bieten die RF-P-Getriebe?
Löw: Mit diesen Zykloidgetrieben lassen sich hohe Abtriebsgeschwindigkeiten bis zu 200 min-1 umsetzen – und das bei einem Wirkungsgrad von bis zu 80 % und gleichzeitig hoher Präzision. Im Nulldurchgang der Hysterese liegt die Öffnung bei maximal zwei Winkelminuten. Unsere aktuellen Ausführungen, die Modelle RF-19P und RF-32P, halten zudem hohen Schockbelastungen bis zu 570 bzw. 960 Nm stand. Das entspricht dem Dreifachen ihres zulässigen Nennmoments.
KEM: Worin unterscheiden sich die beiden Ausführungen abgesehen von der Widerstandsfähigkeit?
Löw: Die RF-19P-Variante stellt eine Erweiterung der RF-32P-Getriebe dar. Sie ist für geringere Drehmomente zugeschnitten. Denn für sehr schnelle Roboter für Handling-Aufgaben mit besonders kleinen Teilen, beispielsweise in der Elektronikfertigung, wäre die 32P-Ausführung überdimensioniert. Mit den beiden RF-P-Varianten bedienen wir also unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich Drehmomente und Schockbelastungen.
KEM: Für welche Anwendungen eignet sich die RF-P-Serie?
Löw: Unsere RF-P-Getriebe haben sich besonders im Einsatz in den Armachsen von Delta- und Scara-Robotern sowie in Werkzeugmaschinen bewährt, hier vor allem bei automatischen Werkzeugwechslern. Speziell in den Ausführungen mit einer Kette, bei denen die Drehzahl deutlich erhöht werden kann, bieten unsere Reduziergetriebe große Vorteile. Denn mit ihnen können die Werkzeuge wesentlich schneller gewechselt werden. Der Anwender kann zudem mit der optionalen Ausführung mit Gehäuserotation das Kettenrad direkt mit dem Getriebegehäuse drehen lassen. Die möglichen Zeit- und Kostenersparnisse bei der Montage sind hier nicht zu unterschätzen. Ansonsten lassen sich die RF-P-Getriebe auch im Radantrieb fahrerloser Transportsysteme sehr gut verwenden. Im Grunde ist die Serie überall dort die Referenz, wo es um schnelle Anwendungen auf engem Bauraum geht.
KEM: Können Sie eine konkrete Beispielanwendung nennen?
Löw: Ein französischer Roboterhersteller setzt unsere RF-P-Zykloidgetriebe seit einigen Monaten erfolgreich im Hochgeschwindigkeitsbereich ein. Da sich die Arme der High-Speed-Delta-Roboter für Pick-and-place-Applikationen zum Teil mit über 6 m/s bewegen, sind bei solchen Dynamiken besonders präzise und gleichzeitig langlebige Getriebe gefragt. Mit den bisher eingesetzten Planetengetrieben ist das Unternehmen an Grenzen gestoßen. Durch den Wechsel auf unsere RF-P-Serie lassen sich nun die Wartungsintervalle der Roboter im Dauereinsatz verlängern und somit die Instandhaltungskosten beim Kunden reduzieren. Deshalb plant der Anwender, langfristig komplett auf Zykloidgetriebe umzusteigen.
KEM: Lässt sich die RF-P-Serie auch in der Lebensmittelproduktion einsetzen?
Löw: Ja, die Getriebe finden beispielsweise in Verpackungsmaschinen, Abfüllanlagen oder Handling- und Positionieranlagen bei Kunden aus der Lebensmittelbranche ihre Anwendung. Wie unsere Baureihen RH-N und RH-C verfügen auch die RF-P-Zykloidgetriebe über ein hygienisches Design mit glatten Oberflächen und optimierten Dichtungen, sodass sie leicht gereinigt werden können. Auf Anwenderwunsch sind diese Serien auch mit Speziallackierungen verfügbar. Außerdem setzen wir lebensmittelverträgliche H1-Schmierstoffe ein, die sich in der Praxis vielfach bewährt haben. Für Anwender aus der Lebensmittelindustrie stellen wir die Getriebeköpfe mit dem Schmierstoff bereits fertig befüllt zur Verfügung. I
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Nabtesco Precision Europe GmbH, Düsseldorf, Tel.: +49 211 17379-0, anfragen@nabtesco.de, wwwww.nabtesco.de
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