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Durchdachtes Baukastensystem für laufruhige Planetengetriebe mit hoher Leistungsdichte: Planetengetriebebaureihe setzt neue Maßstäbe
- Bild 1: Die neuen Planetengetriebe eignen sich zum Anbau an alle beliebigen Motortypen im Leistungsbereich bis 425 W. Der Produktname ist zugleich Programm, denn Performax steht für Standardisierung, hohe Leistungsdichte, Lebensdauer und hohe Laufruhe.
Die Anwender moderner Antriebstechnik verlangen heute immer stärker nach laufruhigen Getrieben mit hoher Leistungsdichte. Der gleichzeitige hohe Kostendruck im Geräte-, Maschinen- und Anlagenbau stand bisher dieser Forderung allerdings oft entgegen. Der Anwender musste normalerweise in die eine oder andere Richtung Kompromisse schließen. Denn die Fertigung qualitativ hochwertiger, laufruhiger und deshalb schrägverzahnter Planetengetriebe war aufgrund der teuren Werkzeuge und der Vielzahl der Bearbeitungsschritte zwangsläufig vergleichsweise aufwendig. Inzwischen ist jedoch der Beweis erbracht, dass es auch anders geht. Auf der Hannover Messe 2004 präsentierte Zeitlauf seine neue Planeten-
getriebebaureihe Performax, die sich durch ihre große Laufruhe und Zuverlässigkeit und durch ein günstiges Preis-Leistungsverhältnis auszeichnet.
Die neuen Planetengetriebe (Bild 1) eignen sich zum Anbau an alle beliebigen Motortypen im Leistungsbereich bis 425 W. Der Produktname ist zugleich Programm, denn Performax steht für Standardisierung, hohe Leistungsdichte, Lebensdauer und hohe Laufruhe. Um diese Eigenschaften zu erreichen, hat die Firma Zeitlauf ihr umfangreiches Know-how und die jahrzehntelange Erfahrung bei der Konstruktion laufruhiger und langlebiger Getriebe eingebracht. Das Resultat der mehrjährigen intensiven Entwicklungs- und Erprobungsarbeit ist jetzt ein durchdachtes, konsequent durchstrukturiertes Baukastensystem.
- Bild 2: Durch das Baukastensystem konnte man die Teilevielfalt und die Anzahl der Bearbeitungsschritte deutlich reduzieren. Hinzu kommen optimierte Werk- und Schmierstoffe sowie ausgeklügelte Konstruktionsdetails.
Optimierte Auslegung und Werkstoffauswahl...
Durch das Baukastensystem konnte man die Teilevielfalt und die Anzahl der Bearbeitungs-
schritte deutlich reduzieren, obwohl die Getriebe durchweg in der ersten Stufe und bei dreistufigen Getrieben auch in der zweiten Stufe schrägverzahnt sind. Hinzu kommen optimierte Werk- und Schmierstoffe sowie ausgeklügelte Konstruktionsdetails, z.B. beim prinzipiellen Aufbau der Planetengetriebe (Bild 2): Einmalig ist, dass jede Getriebestufe optimal auf ihre jeweilige Belastung hin ausgelegt wurde, z.B. durch eine stufen- und belastungsabhängige Werkstoffwahl aller Einzelkomponenten sowie eine stufenabhängige Modulauslegung.
Das einstufige Planetengetriebe besteht aus einem stabilen Druckgussgehäuse, in den ein schrägverzahntes Kunstoffhohlrad eingesetzt ist, in das die Planetenräder greifen. Das bringt gleich mehrere Vorteile. Das Hohlrad wird ebenso wie die restlichen Planetenräder gespritzt, d.h. man spart sich im Vergleich zum sonst bei Schrägverzahnungen üblichen Stoßverfahren die teuere Bearbeitung. Gleichzeitig sind auch weniger Bearbeitungsschritte notwendig, weil die präzise gefertigten Kunststoffteile nicht mehr nachbearbeitet werden müssen. Das zweistufige Planetengetriebe ist in der ersten Stufe gleich aufgebaut. Die zweite Stufe ist geradverzahnt, die Verzahnung direkt in das Zinkdruckgussgehäuse fertiggegossen. Die hohe Dichte des Werkstoffs und die vohandene Druckgusshaut sorgen für einen optimalen Verschleißschutz.
...für große Laufruhe und lange Lebensdauer
Konstruktion, Werkstoffauswahl und die Verzahnungsauslegung tragen dabei gleichzeitig zur Steigerung der Laufruhe bei. Die eingesetzten Kunststoffe reduzieren die Geräuschentwicklung bereits prinzipiell. Zusätzlich dämpft die relativ große Masse des metallischen Zylinders entstehende Geräusche noch weiter. Auch die bei der Abtriebswellenlagerung eingesetzten Kugel- und Gleitlager sind so ausgelegt, dass sie zur Geräuschreduzierung und einem ruhigen Lauf beitragen (Bild 3). Dabei zeigt sich, dass obwohl nicht nur Kugellager sondern auch Gleitlager zum Einsatz kommen, bei der axialen Belastbarkeit der Getriebewellen keine Abstriche gemacht werden müssen. Die standardmäßige Verwendung von Nadellager zur Lagerung der Planetenräder der Abtriebsstufe, trägt wesentlich zur sehr langen Lebensdauer der Planetengetriebe-Baureihe bei.
- Bild 3: Konstruktion, Werkstoffauswahl und die Verzahnungsauslegung tragen zur Steigerung der Laufruhe bei.
Große Variantenvielfalt...
Die neuen Planetengetriebe gibt es passend zu allen gängigen Motoren in den Baugrößen 42, 52 und 63. Sie eignen sich für die direkte Montage auf den Motor bei verzahnter Motorwelle. Bei Standardmotoren werden sie mit Hilfe eines Steckflansches mit Klemmverbindung montiert. Die Untersetzungsbereiche sind harmonisch gestuft (Bild 4). Die einstufigen Varianten arbeiteten mit Untersetzungen von 3:1 bis 17:1 bis zu einem maximalen Drehmoment von 6 Nm. Bei zweistufigen Planetengetrieben sind bei Drehmomenten bis 33 Nm Untersetzungen bis 204 : 1 möglich. Auch dreistufige Varianten sind realisierbar. Abhängig von der Untersetzung übertragen die Getriebe bei 42 mm Durchmesser Motorleistungen bis 125 W, bei 52 mm bis 300 W und bei 63 mm Durchmesser bis 425 W. Trotz der weitgehenden Standardisierung der Baukastenkomponenten lassen sich bei der Getriebeauslegung - abhängig von der gewünschten Stückzahl - individuelle Anwenderwünsche berücksichtigen, z.B. bei der Werkstoffauswahl der Verzahnungsteile, der Gestaltung der Kunden- und Motorschnittstelle. Die Grundlage dafür wurde u.a. durch moderne Montagelinien geschaffen, bei denen man großen Wert darauf legt, dass Automatisierung nicht zu Lasten der Flexibilität geht. So lassen sich die einzelnen Arbeitsplätze innerhalb weniger Minuten umrüsten. Außerdem wurde bei der Konstruktion der Getriebe Wert darauf gelegt, dass sie sich sowohl automatisiert als auch von Hand montieren lassen.
- Bild 4: Die Untersetzungsbereiche sind harmonisch gestuft.
...bei kompakter Bauform und...
Die Planetengetriebe überzeugen aber nicht nur durch die baukastenspezifische Variantenvielfalt sondern auch durch die ungewöhnlich kompakte Bauform. Dadurch sind sie auch für platzkritische Anwendungen geeignet. Die einstufigen Ausführungen beispielsweise sind bei 42 mm Durchmesser lediglich etwa 35 mm lang, bei einem Durchmesser von 52 mm beträgt die Baulänge nur etwa 42 mm und bei 63 mm Durchmesser nur 46 mm Baulänge. Zweistufige Varianten haben je nach Durchmesser Baulängen von ca. 51,8 mm, 60 mm bzw. 68 mm. Selbst die größte dreistufige Variante ist bei 63 mm Durchmesser lediglich ca. 88,7 mm lang. Damit gehören diese Planetengetriebe zu den kürzesten, die der Markt derzeit bietet.
...kurzen Lieferzeiten
Da Hersteller von Maschinen, Geräten oder Anlagen häufig sehr schnell auf die Erfordernisse des Marktes reagieren müssen, genügt es heute nicht, hochwertige Getriebe in großer Auswahl zu vergleichsweise niedrigen Kosten anzubieten. Ein ebenso wichtiger Faktor ist die schnelle Verfügbarkeit, z.B. für Bemusterungen, Prototypen, Nullserien und Testzwecke. Kurze Lieferzeiten sind daher auch bei den Standardgetrieben aus dem neuen Baukastensystem selbstverständlich. Die Getriebe sind in der Baugrößen 42 und 52 bei kleinen Stückzahlen von 1 bis zu 20 Stück in Kombination mit festgelegten konventionellen oder bürstenlosen Gleichstrommotoren innerhalb von nur zwei Tagen lieferbar. Die Baugröße 63 wird ab Juli ebenfalls im schnell verfügbaren StandardProgramm-Baukasten sein; ab der Hannover Messe steht sie bereits für Bemusterungen zur Verfügung.
Text: Martin Mika, Zeitlauf GmbH Antriebstechnik & Co KG, und Ellen-Christine Reiff, M.A., Redaktionsbüro Stutensee
