Getriebemotor Da geht noch was: Ein neuer Getriebemotor tritt den Beweis an

Redakteur: Ute Drescher

Haben Getriebe einen Entwicklungsgrad erreicht, der keine großen Schritte mehr zulässt? Lenzes Entwickler haben den kompletten Antriebsstrang als mechatronisches System betrachtet. Das Ergebnis: der Getriebemotor bietet viel Entwicklungspotenzial.

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In Sachen Energieeffizienz ist der g350 ein echter Pluspunkt für Rollen und- Gurtbänder.
In Sachen Energieeffizienz ist der g350 ein echter Pluspunkt für Rollen und- Gurtbänder.
(Bild: © Ryan McVay)

Zu Hunderttausenden sind vierpolige Standardasynchronmotoren allein in deutschen Logistikzentren als Dauerläufer im Einsatz. In angepassten Leistungsgrößen geben sie mit einer Drehzahl von ca. 1500 min-1 vor allem dem horizontalen Materialfluss verlässlichen Antrieb. Damit sich diese durch die Netzfrequenz fixierte Drehzahl verändern lässt, kommen Getriebe zum Einsatz. Sie haben neben ihrer eigentlichen Aufgabe der Drehmomenterhöhung an der Abtriebswelle den Job, die für den Prozess notwendige Drehzahl zu liefern. Dieser Aspekt hat zweistufige Getriebe zur Folge gehabt – und eine kaum zu überblickenden Variantenvielfalt unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse.

An dieser Stelle lässt sich jetzt folgende These aufstellen: Wenn bei Getriebemotoren im Netzbetrieb die erste Getriebestufe vor allem dafür verwendet wird, die Wunschdrehzahl zu erhalten, dann kann diese entfallen, wenn es einen anderen Weg gibt, die Festdrehzahl unabhängig vom Drehmoment variabel einzustellen. Dieser Fragestellung ist Lenze gefolgt und hat mit dem g350 die passende Antwort gefunden.

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Wenige Typen für mehr Möglichkeiten

Der neue Getriebemotor g350 lässt sich beschreiben als hochintegrierte Einheit aus Kegelradgetriebe und intelligentem Motor – dem Lenze Smart Motor. Das Verschmelzen zu einer für die horizontale Fördertechnik konzipierten Lösung erfolgt dabei eben nicht mehr durch einen Baukasten aus unterschiedlichen Motoren und Getrieben mit ihrerseits nochmal unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen.

Vielmehr reduziert sich die Varianz auf gerade einmal sechs Typen. Es gibt drei Baugrößen mit Nennmomenten von 25 Nm, 50 Nm und 75 Nm – Schluss. Der Faktor Zwei kommt ins Spiel, weil es die Einheiten in den zwei Ausbaustufen – mit und ohne Bremse – gibt. Mit diesen drei Nennmomenten bietet Lenze für den Materialfluss einen weitreichend einsetzbaren Lösungsraum. Die Frage nach der für eine Anwendung notwendigen Kraft ist damit beantwortet. Doch wie sieht es mit der Drehzahl aus? Es ist ja nicht davon auszugehen, dass alle in der Intralogistik auf einmal mit der gleichen Geschwindigkeit unterwegs sind.

Feste Drehzahlen selbst einstellen

Lenze hat dafür mit dem Lenze Smart Motor vor etwa zwei Jahren den Grundstein gelegt. Dank der integrierten Elektronik mit cleverer Software ist es möglich, die Drehzahl des Motors zu verändern. Damit es an dieser Stelle keine Missverständnisse gibt: Es geht hier nicht um eine Drehzahlsteuerung per Frequenzumrichter, sondern darum, Festdrehzahlen einstellen zu können. Wie schnell sich der Motor drehen soll, gibt der Anwender ganz einfach mit der Lenze-App auf seinem NFC-fähigen Smartphone ein. Beim Getriebemotor g350 macht dieser an der Getriebeausgangswelle dann Drehzahlen zwischen 42 min-1und 221 min-1. Spätestens jetzt wird deutlich, welches Potenzial der neue g350 als weiteres Smart Product von Lenze bietet. Die bis dato herrschende Varianz an Getriebemotoren ist Geschichte, weil diese sich in der elektronischen Drehzahlverstellung wiederfindet. Die oben geschilderte Funktion der ersten Getriebestufe wandert damit quasi in die Elektronik des Smart Motors.

Raus mit der ersten Getriebestufe

Daraus folgt der weitere Schritt, auf die erste Getriebestufe verzichten zu können, weil dafür ja die Elektronik ins Spiel kommt. Ergo: Lenze schickt den g350 mit einem einstufigen Winkelgetriebe in den Einsatz. Das hat nur noch die Aufgabe, die vorher elektronisch festgelegte Motordrehzahl in das notwendige Drehmoment umzuwandeln. Und dafür reichen für die Masse an Antrieben in der Behälterfördertechnik drei Leistungen mit Momenten von 25 Nm, 50 Nm und 75 Nm aus. Weil die Drehzahlvarianz erst durch die Einstellung vor Ort entsteht, bietet dieses Konzept echte Vorteile bei der Standardisierung – von der Datenpflege über die Bestellung größerer Stückzahlen bis hin zur Ersatzteillagerung. Auch funktional bringt die neue Evolution des Getriebemotors zum Beispiel als Antrieb für Rollen- und Gurtbänder Mehrwert. Weil das Getriebe mit einer Stufe weniger in den Einsatz geht, fällt der Wirkungsgradverlust durch die Reibung einer Stufe weg – Pluspunkt bei der Energieeffizienz.

Getriebe und Motor verschmelzen

Weil darüber hinaus die Einstufigkeit konstruktiv in den Motor hinein wanderte, ließ sich der g350 überaus klein konstruieren. Und hierbei wird der mechatronische Gedanke hinter dem neuen Lenze Smart Product besonders deutlich: Die Rotorwelle ist Teil des Kegelradsatzes. Damit gibt es beim g350 keine klassische Trennung mehr zwischen Getriebe und Motor. Für den Maschinen- und Anlagenbau bringt der Verlust klassischer Grenzen den Vorteil mit sich, dass die Antriebe ein weiteres Stück kleiner werden und sich folglich leichter und platzsparender in Maschinen einfügen lassen.

In puncto innere Werte arbeitet das neue mechatronische Antriebspaket also energieeffizienter als alle üblicherweise in der horizontalen Fördertechnik eingesetzten Antriebe. Darüber hinaus sorgen integrierte Rampenfunktionen und Bremsansteuerungsmöglichkeiten dafür, dass das Fördergut ruckfrei und damit schonend transportiert wird. Generell betrachtet, ist der g350 als universelle Standardlösung für den weltweiten Einsatz entwickelt. Zubehörbauteile machen es dabei möglich, die mechatronische Antriebseinheit auch mit einer zusätzlichen Drehmomentstütze oder mit einer Vollwelle auszustatten und damit an die Maschinenerfordernisse individuell anzupassen.

Smarte Produkte gestalten die Zukunft

Mit diesen Merkmalen wird der g350 in der Fördertechnik Maßstäbe setzen – das belegen auch Rückmeldungen von OEM, die angesichts der Vorteile bereits begonnen haben, ihre Anlagenlayouts zu überarbeiten, um die Mechatroniklösung in künftigen Projekten zu verwenden. Für den Spezialisten Motion Centric Automation zählt der g350 noch zu den frühen Mitgliedern der Smart Products. Weitere werden folgen und – davon ist man bei Lenze überzeugt – Schule machen. (ud)

Hannover Messe 2017: Halle 14, Stand H22

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