25. JULI 2016

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Rüstzeiten senken


Getriebe - Mehr Leistung, höhere Produktivität sowie geringere Rüstzeiten prägten den innovativen Maschinenbau. Erst der Einsatz modernster Komponenten ermöglicht Produktionslösungen, die signifikante Profitabilitätssteigerungen bringen. Ein Grund für mehr Produktivität sind Servo-Winkelgetriebe mit Hohlwelle.

Managementtrends wie JIT-Produktion, Built-to-Order und Produktstrategien mit vielen kundensegmentierten Produktnischen führen zu einer Nachfrage an Produktionseinrichtungen, die hochproduktiv und auch bei kleinen Stückzahlen wirtschaftlich sind und außerdem große Variationen in Größe und Eigenschaften der Produkte meistern. Absatzmärkte werden immer fragmentierter, und die Produktionstechnik muß dieser Entwicklung folgen. Um dies zu verwirklichen, werden in der Regel Servoantriebe und innovative Servogetriebe benötigt. Eine solche Maschine ist die neue ›Core Builder CB3000‹ von Livernois, einem Marktführer für Maschinen für die Wärmeaustauscherindustrie. Seit der Gründung 1949 hat sich Livernois Engineering Co./USA zu einem bedeutenden Anbieter für innovative Produkte im Bereich Wärmeaustauscher entwickelt und ist heute ein globaler technischer Marktführer in diesem Segment. Livernois ist heute ein Tochterunternehmen von Outokumpu Heat-craft und richtet seine Unternehmensstrategie konsequent aus auf die Sicherung und den Ausbau seiner Position als Weltmarktführer für Produkte und Dienstleistungen in der Wärmeaustauscherindustrie.
Die Produktpalette von Livernois beinhaltet Lamellenproduktionsmaschinen, Werkzeuge für Walzenformen, Lamellen-Handhabungssysteme, Maschinen für geschweißte und gefaltete Lamellen, Lean-Manufacturing-Zellen sowie vollautomatisierte, halbautomatische und manuelle Montagesysteme für Wärmeaustauscherelemente. Livernois verfügt heute über einen hervorragenden, selbst entwickelten und auch patentierten Röhrenformprozeß und hat in der über 50jährigen Firmengeschichte überragende Erfahrungen in der Umformung von ultradünnen Materialien erworben. Durch diese umfassenden und vielfältigen Kenntnisse ist es für Livernois möglich, einer breiten Anforderungspalette ihrer Kunden rund um die Welt gerecht zu werden.
Der von Livernois entwickelte, neue Core Builder CB3000 ist eine Hochgeschwindigkeits-Montagemaschine für die Montage von Wärmeaustauscherelementen. Im Vergleich mit dem Vorgängermodell wurde die Produktivität um 50% gesteigert. Das neue Modell ist 1,5 m kürzer und benötigt daher deutlich weniger Produktionsfläche beim Endanwender. Darüber hinaus ist es sowohl vielfältig einstellbar als auch leicht umstellbar auf neue Produktionsparameter.
Der entscheidende Prozeß bei der Montage der Wärmeaustauscherelemente ist das Einbringen der rechteckigen Leitungsrohre in die Lamellenpakete. Diese rechteckigen Rohre werden dabei mechanisch in die Lamellenpakete eingeführt und anschließend ausgerichtet sowie fixiert. Wenn das Element vollständig bestückt ist, werden die Wärmeaustauschergehäuse an den Seiten des Wärmeaustauscherelements montiert, und der Wärmeaustauscher ist komplett.
Das Einbringen der Leitungsrohre in den CB3000 erfolgt mittels Servoantriebstechnik, und für diese leistungskritische Achse wurde das Winkelgetriebe ›HG+‹ von Alpha Getriebebau gewählt. Das Getriebe treibt bei einer Zykluszahl von 7.200 Zyklen/Stunde eine Kunststoff-Förderschnecke mit einer eingearbeiteten Rille an, die die Rohre in den Kern einführt. Die Förderschnecke mißt 600 mm, und an einem Ende ist das Getriebe angeflanscht. Die Schnecke bewegt das Röhrenmaterial in jeder halben Sekunde um einen Gang vorwärts.
Der Einsatz des Winkelgetriebes HG+ bringt für Livernois mehrere der typischen Vorteile dieses neuen Servogetriebetyps. So vereint das Getriebe das Winkelprinzip mit Leistungsdaten, die eher für ein Koaxialgetriebe typisch sind, reduziert gleichzeitig den Bauraum und macht es damit möglich, die äußere Maschinenwand näher an den Produktionsraum zu plazieren. Diese Anordnung verringert die Baulänge der gesamten Maschine.
Die robust ausgeführte Abtriebslagerung des Getriebes sowie die Ausführung der Welle als Hohlwelle ersparen Livernois externe Lager und eine Kupplung. Die Montagezeit für die Maschine wird durch die einfache Konstruktion und die geringe Anzahl von Teilen deutlich reduziert. Die Instandhaltung und Wartung werden somit noch wesentlich wirtschaftlicher.
Die Schrumpfscheibenverbindung auf der Rückseite des Abtriebs macht den Austausch von Förderschnecken einfach und steigert dadurch die Flexibilität der Maschine. Es ist damit möglich, den Wechsel von Förderschnecken innerhalb von der 20-minütigen Rüstzeit für die komplette Maschine vorzunehmen. Weitere Produktionsstillstände, wie sie früher nötig waren, entfallen.
Das HG+ kann in jeder Einbaulage verwendet werden, deswegen ist die geneigte Position in dieser Anwendung kein Problem. Die Flexibilität in der Konstruktion der gesamten Maschine wird damit gesteigert.
Livernois verwendet das Getriebe HG+ in der Baugröße 100. Das Getriebe ermöglicht Beschleunigungsmomente bis zu 170 Nm und maximale Drehzahlen bis zu 6.000 UpM. Gleichzeitig bleibt das Verdrehspiel mit vier Winkelminuten über die gesamte Lebensdauer des Getriebes klein. Erreicht wurden diese Leistungsdaten durch einen Technologiewechsel für Winkelgetriebe, der von Alpha vorgenommen wurde. So basiert das neue Winkelgetriebe HG+ auf der Hypoidtechnologie.
Für lange Jahre existierende Begrenzungen bei konventionellen Winkelgetrieben konnte Alpha damit aufheben. Mit dem HG+ hat Alpha die Winkelgetriebe auf die gleiche Leistungsebene wie Planetengetriebe gehoben, die bisher die bevorzugte Getriebetechnologie in der Servoantriebstechnik darstellen.
Im Vergleich zu herkömmlichen Kegelradgetrieben bietet das HG+ deutlich mehr Abtriebsmoment. Es ermöglicht mit i=10 wesentlich höhere Übersetzungen in einer Stufe dadurch spart es in der überwiegenden Zahl der Anwendungen die übliche Planetenstufe ein. Im Vergleich mit Schneckengetrieben bietet das HG+ höhere Drehmomente, einen praktisch verschleißfreien Betrieb und deswegen konstantes Verdrehspiel, einen überlegenen Wirkungsgrad und ein wesentlich geringeres Volumen und Gewicht. Außerdem ist es etwa 3 bis 4 Mal leiser.
Das HG+ ist in fünf Baugrößen erhältlich mit einem Beschleunigungsmoment zwischen 20 und 640 Nm, einem garantierten Verdrehspiel von weniger als vier Winkelminuten und Übersetzungen in einer Stufe bis zu i=10. Der Wirkungsgrad übersteigt 96 %, die maximale Drehzahl beträgt 6.000 UpM. Das HG+ kann innerhalb von nur fünf Minuten an alle Servomotoren angebaut werden dank des genial einfachen, universellen Alpha-Motoranbausystems. Das HG+ hat aber vor allem einen einzigartig praktischen Abtrieb, der den klassischen Alpha-SP-Anbauflansch mit einer durchgehenden Großhohlwelle für die Schrumpfscheibenmontage verbindet. Durch die Ausführung mit zwei gleichwertig ausgeführten Abtriebsseiten ist der Einsatz hochflexibel möglich.
Alpha Getriebe ist weltweiter Technologie- und Marktführer für spielarme Planetengetriebe. Die Produktpalette umfaßt das leistungsfähige SP+ (das weltweit meistverkaufte Präzisionsplanetengetriebe), das kompakte und dynamische TP und die wirtschaftliche Baureihe LP sowie daneben weitere Produkte der Servogetriebetechnik und Dienstleistungen.
Per-Adrian Dahl, Alpha Getriebe GmbH

Sonderausgabe:
Automation World 02/2004
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