Zykloidgetriebe

Kompakte Getriebe von Sumitomo Cyclo Drive für Fahrerlose Transportsysteme (FTS)

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Fahrerlose Transportsysteme sind eine wichtige Komponente in flexiblen Produktionsumgebungen. Bei allen Unterschieden in der Konstruktion solcher Fahrzeuge sind die Anforderungen an die Antriebe meist recht ähnlich. Der Getriebespezialist Sumitomo Drive Technologies bietet für solche Anwendungen jetzt eine einbaufertige Systemlösung.

Christian Lochner, Product Manager Gears/Geared Motors bei Sumitomo (SHI) Cyclo Drive Germany GmbH

Inhaltsverzeichnis

1. Getriebe und Motor
2. Abgestimmte Synchronservomotoren
3. Platzsparende AGV-Antriebslösungen

Die industrielle Fertigung wird flexibler und individueller bis hin zur Losgröße 1. Eine Konsequenz: Starre Produktionsstraßen werden in den Fertigungen verstärkt durch Produktionsinseln ersetzt, die nach Lean-Manufacturing-Prinzipien durch Routenzüge versorgt werden. Ob man sie „Automated Guided Vehicle“ – kurz AGV – oder FTS nennt, ob sie einer ausgeklügelten elektronischen Steuerung oder auf den Boden geklebten Markierungen folgen, eines ist klar: Die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit dieser Systeme sind von größter Bedeutung. Sie müssen robust, ausfallsicher, belastbar und wartungsarm sein, laufruhig und genügsam im Energieverbrauch. Nicht nur für die Steuerung und die Betriebssicherheit solcher Fahrzeuge gibt es die verschiedensten Ansätze, auch für den Antrieb. In der Praxis finden sich sowohl Zweiradantriebe bei gleichzeitiger Lastverteilung auf unterschiedlich angeordnete Stützräder als auch Vierradantriebe. Beim Vierradantrieb sind üblicherweise omnidirektionale Räder mit jeweils eigenem Antrieb eingebaut. Der Vorteil liegt in ihrer großen Manövrierfähigkeit. Ob zweirad- oder vierradangetrieben: Beide Systeme sind entsprechend ausgelegt, um das auf sie wirkende Gewicht vom Fahrzeug samt Last zu tragen und sowohl Radiallasten wie Axiallasten und Kippmoment sind hoch. Der Lagerung der Achsen gebührt daher ein besonderes Augenmerk.

Getriebe und Motor

Die Idee zu einer Systemlösung für einen AGV-Antrieb kam Sumitomo Drive Technologies, als der Getriebespezialist 2018 den italienischen Motoren- und Reglerhersteller Lafert übernahm. Durch die Kooperation von Servomotoren- und Getriebespezialisten konnte eine fein abgestimmte „Convenience“-Lösung für den Antrieb von AGVs geschaffen werden. Ein voll beladendes Flurförderfahrzeug, das über eine Schwelle fährt – es sind solche alltäglichen Szenarien, die bedacht werden müssen. Ein Getriebe für einen AGV-Antrieb muss große Lasten und auch plötzliche Lastspitzen bewältigen. Mit „Altax Neo“ hat Sumitomo ein kompaktes Zykloidgetriebe entwickelt, das diese und andere typische Anforderungen erfüllt. Die Lebensdauerfettschmierung macht die Getriebe insgesamt wartungsfrei und ermöglicht beliebige Einbaulagen. Weitere Vorteile sind die kompakte Bauform und das niedrige Gewicht des Aluminiumgehäuses. Mit dem Zykloidgetriebe lässt sich ein einstufiges Übersetzungsverhältnis bis 1:119 sowie eine hohe Überlastfähigkeit in einer Kompaktheit erreichen, die mit keinem Planetengetriebe möglich wäre. Das Zykloidgetriebe zeichnet sich durch hohe Dynamik, ein geringes Trägheitsmoment und große Laufruhe aus. Diese macht sich auch akustisch bemerkbar. Der Geräuschpegel liegt durch optimierte Konturprofile der Kurvenscheiben im Zykloidgetriebe unter 60 dB(A). Eingebunden ist das neue Getriebe in einen weit gesteckten Einsatzrahmen aus mechanischen Schnittstellen. Sie bieten maximale Freiheitsgrade bei der Flanschgestaltung für die passende Verbindung zum Motorgehäuse und dem AGV-Chassis. Robuste Kegelrollenlager ermöglichen hohe Lasten. 300 kg bis zu mehreren Tonnen mit einer Geschwindigkeit von 1-2 m/s zu bewegen, sind häufige Kundenanforderungen an solche Antriebssysteme.

Abgestimmte Synchronservomotoren

Die Motoren von Lafert, die für die AGV-Systemlösung gewählt wurden, sind mit ihren Wicklungen auf die anwendungstypischen DC-Zwischenkreisspannungen von 24, 48, 72 und 96 Volt abgestimmt. In puncto Servoumrichter bieten die Italiener unter anderem Zwei-Achs-Regler, die sich mit ihrer kompakten Bauform platzsparend in das Fahrzeugchassis einbauen lassen und damit die Regelung eines zweiradgetriebenen AGVs übernehmen können. Es sind aber eben auch komplette Motorgetriebeeinheiten mit integrierten Servoreglern möglich. Die Geräte arbeiten so effizient, dass sich mit der batteriebasierten Leistungsversorgung lange Betriebszeiten erreichen lassen. Hierbei spielt vor allem die Verlustleistung des Gesamtantriebs eine maßgebliche Rolle. Der Motorenbauer begegnet den Verlusten mit Endstufen mit niedrigen Schaltverlusten sowie optimal dimensionierten Antriebsreglern. Auf diese Weise sinken die thermischen Verluste – was letztlich zu mehr verfügbarer Leistung führt.

Platzsparende AGV-Antriebslösungen

Ein abgestimmtes System auf Basis des Zykloidgetriebes Altax Neo ermöglicht platzsparende AGV-Antriebslösungen. So ist in den meisten Fällen keine zusätzliche Lagerung der Achsen nötig und die Räder können torsionssteif direkt mit der Abtriebswelle des Getriebes verbunden oder der Reifen gleich direkt auf das sich drehende Getriebegehäuse aufgebracht werden. Der Vorteil der Lösung für die Hersteller von AGVs: Sie können modulare Konzepte realisieren, bei denen Antriebseinheiten einfach als Standardbaugruppe hinzugefügt werden. jg

www.sumitomodrive.com

Sumitomo (SHI) Cyclo Drive Germany GmbH

Cyclostraße 92

85229 Markt Indersdorf

Telefon: +49 8136 66 0

E-Mail: scg.info@shi-g.com

Geschäftsführer: Shaun Dean, Dr. Johann Hopfner, Florian Butzmann, Hideo Okuda

Details zu den Altax-Neo-Getrieben von Sumitomo Cyclo Drive:

hier.pro/XZZd7

Hannover Messe 2019: Halle 14, Stand H04

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