Kompakte Kombination

Technik konkret

Trochoidgetriebe – Präzision, Untersetzung, Wirkungsgrad und Kompaktheit sind die maßgeblichen Eigenschaften eines Getriebes. Trochoidgetriebe erreichen in allen diesen Kategorien Spitzenwerte.

04. Mai 2012

Eine wichtige Komponente vieler Anwendungen in Robotik und Automation sind hochpräzise Getriebe, die zudem einen hohen Wirkungsgrad aufweisen müssen. Erfüllen lassen sich diese Anforderungen außer mit Planetengetrieben beispielsweise mit den zweistufigen Trochoidgetrieben der Baureihe RV des japanischen Antriebstechnikspezialisten Nabtesco.

Diese Antriebskomponenten bestehen im Wesentlichen aus vier Bauelementen: einer Antriebswelle, zwei bis drei Exzenterwellen, zwei Kurvenscheiben sowie einer langsam laufenden Abtriebswelle. In der ersten Stufe wird die Drehbewegung des Antriebs über die Eingangswelle auf die Stirnräder übertragen und die Drehzahl entsprechend des Untersetzungsverhältnisses reduziert. Für die zweite Untersetzungsstufe befindet sich an der Innenseite des Gehäuses ein Kurvenprofil entsprechend der Kurvenscheiben, das allerdings eine Vertiefung mehr besitzt als die Kurvenscheiben.

Wälzende Kraftübertragung

Über Bolzen, die zwischen den Kurvenscheiben und dem Kurvenprofil im Gehäuse angeordnet sind, wird die Drehbewegung wälzend an die Abtriebswelle übertragen. Dabei drehen sich die Kurvenscheiben außermittig um eine Teilung weiter, während die Exzenterwellen eine volle Drehung durchlaufen haben. Trochoidgetriebe ermöglichen so Untersetzungen von 30:1 bis über 300:1 ohne zusätzliche Vorstufen.

Planetengetriebe bestehen hingegen aus drei grundlegenden Elementen: einem mittigen Sonnenrad, drei oder mehr Planetenrädern sowie einem statischen Hohlrad auf der Innenseite des Gehäuses. Das Sonnenrad überträgt die Bewegung des Antriebs zu den Satelliten, die sich dann im statischen Hohlrad abrollen. Die Planetenräder sind am Planetenträger montiert, der die Ausgangsdrehzahl an die Abtriebswelle überträgt.

Das wichtigste Kriterium für die Entscheidung zwischen beiden Getriebetypen ist die benötigte Präzision in der jeweiligen Anwendung: Sobald das Spiel und die Positioniergenauigkeit von wesentlicher Bedeutung sind, bieten Trochoidgetriebe durchweg die besseren Leistungsdaten. Ein weiteres wichtiges Kriterium ist die geforderte Untersetzung. So bieten Planetengetriebe bei Untersetzungen von 3:1 bis 100:1 eine hohe Drehmomentdichte. Durch das Hinzufügen von Vorstufen kann die Gesamtuntersetzung zudem weiter erhöht werden. Bei Trochoidgetrieben lassen sich hingegen aufgrund der Bauart Untersetzungen unter 30:1 nur schwer ohne eine zusätzliche Vorstufe erzielen. Liegen die geforderten Untersetzungen jedoch über 30:1, sind Trochoidgetriebe im Vorteil, da sie dann gegenüber Planetengetrieben keine zusätzlichen Vorstufen benötigen.

Die wälzende Kraftübertragung kombiniert zudem hohen Wirkungsgrad und lange Lebensdauer mit einem extrem geringen Spiel und einem sehr geringen Losbrechmoment. Das zweistufige Untersetzungsprinzip der RV-Getriebe von Nabtesco reduziert zudem die Vibrationen und ermöglicht zugleich größere Untersetzungen sowie eine hohe Wiederhol- und Bahngenauigkeit: So liegt das Spiel im Nulldurchgang der Hysterese deutlich unter einer Winkelminute. Der symmetrische Aufbau und die Wälzlagerabstützung aller Wellen gewährleisten zudem ein konstantes Betriebsverhalten über die gesamte Lebenszeit und erlauben hohe Lastspitzen bis zum Fünffachen des Nenndrehmoments.

Marcus Löw

Manager Sales Department

Nabtesco Precision Europe GmbH

Erschienen in Ausgabe: 03/2012