Aus zwei mach eins

Winkelgetriebe - Verbesserte Antriebskomponenten wie Getriebe und Motoren steigern den Nutzwert der gesamten Maschine. Ein Beispiel ist ein Winkelgetriebe für Anwendungen mit höheren Übersetzungen und hohen Momenten.

11. August 2006

Für den modernen Maschinenbau bestehen heute vor allem drei große Herausforderungen: Produktivität und Qualität der Enderzeugnisse, Verfügbarkeit der Anlagen und Flexibilität in der Projektierung. Unter diesen Aspekten besteht natürlich ein konstant hoher Bedarf an Innova­tion. Wobei die Konzeption des Antriebsstranges einer Maschine oft eine entscheidende Rolle einnimmt. Da Präzision und Produktivität durch die Getriebe- und Motorwahl aber oft schon begrenzt sind, haben Verbesserungen bei diesen und anderen

Antriebskomponenten wichtige Auswirkungen auf die gesamte Maschine - und damit auf deren Wert für den Anwender. Dieser Meinung sind auch die Konstrukteure bei der Alpha Getriebebau GmbH. Dort produziert man schon seit langem hochpräzise Planetengetriebe, Winkelgetriebe, Hypoidgetriebe und komplette Planetenaufzugsmaschinen. Erfolgreich eingesetzt unter anderem in Robotern, Werkzeugmaschinen, der Verpackungs-, Förder- und Verfahrenstechnik, Papier- und Druckmaschinen, der Automation, der Medizintechnik sowie der Luft- und Raumfahrt. Ein Portfolio, das verpflichtet. Die Antriebsbauer aus dem nordost-würtembergischen Igersheim haben deshalb ein neues Winkelgetriebe entwickelt. Obwohl, so ganz neu ist das SPK+ dann auch wieder nicht. Denn das SPK+ ist ein klassisches Kombinationsgetriebe und vereint Eigenschaften aus zwei bereits bestehenden Alpha-Produktfamilien: dem Planetengetriebe SP+ und dem erst im vorigen Jahr eingeführten Hypoidgetriebe HG+.

Erfolgreiche Schlankheitskur

Einen Schritt, den sich das Unternehmen dennoch sehr genau überlegt hat: »Neben der bewährten Technologie haben wir mehr und mehr erkannt, dass diverse Applikationen vom neuen SPK+ profitieren könnten. Nicht zuletzt unser verstärktes Ritzel/Zahnstangenportfolio hängt damit zusammen. Hier bietet sich durch die Leistungsdichte, besonders bei fahrenden Achsen, für viele Maschinenbauer ein neues Poten­zial«, erläutert Per Adrian Dahl, Produktmanager bei der Alpha Getriebebau GmbH. Das neue SPK+ ist natürlich kompakter, vor allem aber eines: leichter als die konventionellen Kegelplaneten- oder Schneckengetriebe. Besonders wichtig ist die Planetenstufe am Abtrieb; dazu kommt, dass die integrierte Hypoidvorstufe dafür sorgt, dass das Getriebe immer zweistufig ist, was natürlich am Ende viel Gewicht spart. Ein weiterer gewichtsreduzierender Faktor ist die Verwendung von Aluminiumguss für das Gehäuse. So kann das Gewicht um bis zu zwei Drittel im Vergleich zu einem spielarmen Schneckengetriebe reduziert werden. Das Getriebe ist wie erwähnt zweistufig und hat sowohl in der Vorstufe als auch in der Abtriebsstufe noch eine hohe Leistungsdichte. Auch die Übertragung der Kraft erfolgt problemlos und effizient. Besonders wertvoll ist dies bei Handlingrobotern und Be-/Entladegeräten mit mitfahrenden Antrieben.Dank der sanft laufenden Hypoidverzahnung am Antrieb und der optimierten Schrägverzahnung im SP+ ist auch der Geräuschpegel relativ gering. Auch am Abtrieb ist das SPK+ wesentlich geräuschärmer als eine konventionelle Konstruktion.

Bewährte Tugenden: Langlebigkeit, Genauigkeit, Zuverlässigkeit

Das Getriebe kommt in der Regel auch mit einer Stufe weniger für die meisten Übersetzungen aus. Das SPK+ erreicht nämlich höhere Übersetzungen mit nur einer Getriebestufe als andere Winkelgetriebe. Insbesondere Handlingaufgaben, oft mit Übersetzungen von i=30 bis i=40, könnten von dem alpha-Planetengetriebe profitieren. Denn im Regelfall spart dies eine Baugröße im Vergleich zum spielarmen Schnecken­getriebe ein.

SPK+ sichert durch ein geringes Verdrehspiel und eine hohe Verdrehsteifigkeit die Positioniergenauigkeit der Antriebe und damit die Präzision der gesamten Maschine. Dank der bewährten, dauerfesten alpha-Verzahnungstechnologie, ist auch die Lebensdauer erwartungsgemäß hoch. »SPK+ ist im Prinzip lebenslang wartungsfrei und fordert unter normalen Betriebsbedingungen keinen Ölaustausch«, konstatiert Produktmanager Dahl.

Für Applikationen mit hohem Positionierungsbedarf u.?ä., für die binäre Übersetzungen gefragt sind, stehen Größenordnungen von i=16 und i=32 zur Verfügung. Für die siebte Achse eines Knickarmroboters oder für andere Zusatzachsen in der Robotik stehen außerdem eine Vielzahl von Lösungen mit SPK+, dem Hypoidgetriebe SK+ oder alphas Ritzel-Zahnstangen-System, TK+ sowie weitere Produkte zur Verfügung. Das SPK+ ist insgesamt in vier Baugrößen mit einem Beschleunigungsmoment zwischen 80 und 1.100 Nm (bei 1.000 Zyklen pro Stunde) mit elf Übersetzungen von i=9 bis i=100 verfügbar. Das Verdrehspiel beträgt zwischen 2 und 6 Winkelminuten abhängig von der Variante (bei einem Messmoment von 2 % vom T2B).

Zielgerichtet kundenorientiert

Dank Alphas universellem Motoranbausystem können alle gängigen Servomotoren problemlos angebaut werden. Das Getriebe ist am Abtrieb mit dem festen Standard SP+ kompatibel. Mit der Auslegungssoft­ware ›cymex 3‹ übrigens lassen sich die komplette Antriebseinheit berechnen und Auslegungen optimieren. Natürlich wurden bei der Entwicklung von SPK+ die Kundenwünsche auf unterschiedlichster Art und Weise einbezogen. Ohne geht es heute nicht mehr. Ein per se angepasstes Kundengetriebe

ist es aber dennoch nicht. »Dies ist teils eine Folge unserer Marktposition -denn als Marktführer müssen wir immer von Anfang an sehr viele Kunden zufrieden stellen - aber auch eine Folge unserer Organisation. Für neue Produktplattformen können wir die BPE (Business-Plattform Entwicklung) der Wittenstein AG nutzen und für die Zeit nach der Lancierung können wir auf das Know-how unseres Technischen Büros zugreifen, das die weitere technische Betreuung und kundenbezogene Konstruk­tionsarbeit bei uns ausführt. Wichtiger erscheint uns der Kundenservice vor Ort, den wir zu jeder Zeit und überall auf der Welt garantieren«, erläutert Per Adrian Dahl.

Alpha Getriebe hat übrigens mehr als 100 Ingenieure und Techniker im Haus beschäftigt. Was einem Anteil von über 20 Prozent an der Gesamtbelegschaft entspricht. Allein dieser Fakt zeigt, welchen Stellenwert die heute überlebensnotwendige Innova­tion in diesem Unternehmen hat.

Andreas Kunze

FAKTEN

¦ ›SPK+‹ ist ein neues Winkelgetriebe für Anwendungen mit höheren Übersetzungen und hohen Momenten.

¦ Es erreicht höhere Übersetzungen mit nur einer Getriebestufe als andere Winkelgetriebe.

¦ Im Vergleich zu spielarmen Schneckengetrieben ähnlicher Leistungsübertragung hat es ein Drittel des Gewichts.

Erschienen in Ausgabe: 05/2006