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Antriebssystem Drive in and find out – der modulare Antriebsbaukasten

Autor / Redakteur: Patrick Schumacher / Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Ein modulares Baukastensystem bringt Vorteile bei der Konstruktion und Montage von Maschinen- und Anlagen. Warum, zeigt EBM-Papst anhand seiner Antriebslösungen.

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Das Bild zeigt eine Fertigungslinie der Produkte aus dem Standardbaukasten.
Das Bild zeigt eine Fertigungslinie der Produkte aus dem Standardbaukasten.
(Bild: EBM-Papst)

Mit der Übernahme der Zeitlauf GmbH Antriebstechnik vor drei Jahren konnte die EBM-Papst Gruppe das Expertenwissen beider Unternehmen bündeln. Kunden können aus 4000 Antriebskombinationen die für ihre Applikation beste Lösung wählen. EBM-Papst ergänzt das Angebot stets um weitere BLDC-Innen- und Außenläufermotoren mit integrierter Elektronik. Aufgrund der Entwicklungsexpertise beider Unternehmen entstehen daher immer wieder neue Produkte, die nach und nach vorgestellt werden.

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Ein Beispiel hierfür ist der Motor ECI 80. Basierend auf dem Konzept eines bürstenlosen Innenläufermotors bietet dieser BLDC-Motor Abgabeleistungen von bis zu 750 W. Dies ist verglichen mit Leistungen der bisher verfügbaren Antriebe mehr als eine Verdoppelung der möglichen Abgabeleistungen. Konzeptbedingt bieten Motoren dieser Bauart eine sehr hohe Überlastfähigkeit. Kurzzeitig können Spitzenmomente geboten werden, die das spezifizierte Dauermoment um ein 4-faches überschreiten. Diese Überlastfähigkeit resultiert in gehobenen Anforderungen an ein angebautes Getriebe. Mit der Getriebebaureihe Optimax wird EBM-Papst Zeitlauf genau diesen Anforderungen an die Robustheit von Getrieben gerecht. Über die Schnittstellen Motor und Getriebe hinweg gedacht werden Anforderungen an eine Antriebslösung definiert. Diese werden in einem zweiten Schritt mit klaren technischen und kommerziellen Vorgaben auf die Einzelkomponenten herunter gebrochen. Im Falle des Getriebes Optimax 63 ist die geforderte Überlastfähigkeit eine wesentliche technische Anforderung. In der Realisierung konnten diese geforderten Eigenschaften zum einen durch den im Vergleich zu den äußeren Abmaßen des Getriebes großen Wirkdurchmessers erfüllt werden. Eine große im Eingriff befindliche Verzahnungsfläche, gekennzeichnet durch die Verwendung von vier längeren, geradverzahnter Planetenrädern trägt ebenfalls positiv bei.

Motoren und Elektronikmodule

Neben der Bündelung der Entwicklungsexpertise sowie des Know-hows beider Unternehmen, bringt auch die Zusammenführung der bestehenden Produktportfolios Vorteile. Es entsteht ein umfassender modularer Baukasten, mit dem sich für verschiedene Antriebsaufgaben technische Lösungen zeit- und kostenoptimal umsetzen lassen.

Im Baukasten stehen mehrere Motortechnologien für verschiedene Anwendungsfälle mit Abgabeleitungen von 5 W bis 750 W zur Verfügung. So zeichnen sich die Motoren der Baureihe ECI, realisiert nach dem Prinzip des bürstenlosen Innenläufermotors, durch ein sehr gutes Dynamikverhalten bei hoher Leistungsdichte aus. Die Motoren der Baureihe VD/VDC (Motoren nach dem Prinzip des bürstenlosen Außenläufermotors) bieten sehr gute Gleichlaufeigenschaften in einer extrem kompakten Bauform. Die Baureihe BCI (Motoren nach dem Prinzip des bürstenbehafteten Innenläufermotors) zeichnet sich durch wirtschaftliche Motoren mit hohen Anlaufmomenten aus.

Weitere Module im Baukasten, die sich flexibel mit den Motoren der Baureihen ECI und VD/VDC kombinieren lassen, sind Elektronikmodule. Hier können sich Bedarfsträger, wieder abhängig von gegebenen Anforderungen aus Ihrer Applikation, an einem breiten Spektrum an Regelfunktionen orientieren. So kann ein drehzahl-, drehmoment- oder positionsgesteuerter Betrieb des Motors realisiert werden. Als Ansteuerung können sowohl analoge/ digitale Sollwerte oder Fahrbefehle über Bus (CANopen nach DS 402) Anwendung finden. Abgerundet und unterstützt werden diese Betriebsarten mit einer Auswahl an Geber- und Bremsmodulen.

Verschiedene Getriebe-Technologien

Mit der Übernahme von Zeitlauf stehen auch Getriebe in verschiedenen Technologien im Baukasten zur Verfügung:

  • Das Planentengetriebe Noiseless Plus eignet sich beispielsweise, wenn es gilt einen hohen Wirkungsgrad unter minimaler Geräuschentwicklung zu erzielen. Die Laufruhe wird durch äußerst robuste, verschleißarme Kunststoff-Planetenräder in einem Aluminiumgehäuse mit gestoßener Schrägverzahnung erreicht.
  • Performax-Planetengetriebe überzeugen durch ihre Leistungsdichte und Laufruhe sowie den einzigartigen Untersetzungsbreiten. Untersetzungen von bis zu 17:1 in einer Stufe ermöglichen den Einsatz von einstufigen Getrieben dort, wo andere Produkte zweistufig ausgelegt werden müssen.
  • Mit dem Winkelgetriebe Etacrown macht EBM-Papst das sogenannte Kronenradgetriebe stärker, kleiner und effizienter bei einer wirtschaftlichen Produktion. Das Getriebe verbessert so die Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit von Antriebslösungen. Durch das angewandte Baukastenprinzip ermöglicht es die flexible Anpassung an jede Antriebsaufgabe. Kennzeichnend ist eine sehr kompakte Bauweise und platzsparende Geometrie mit symmetrischem Aufbau bei höchster Leistungsdichte.
  • Die Stirnradgetriebe der Flatline- und Compactline-Baureihe besitzen in der ersten Getriebestufe schrägverzahnte Kunststoffräder, wodurch eine optimale Geräuschdämpfung erzielt wird. Die folgenden Getriebestufen sind bezüglich des Laufgeräusches und des zu übertragenden Drehmoments jeweils optimal gestaltet. Gehärtete und geschliffene Abtriebswellen sowie gehärtete Zahnräder sind in allen Getrieben der Flatline- und Compactline- Baureihe Standard. Als Gehäusewerkstoff wird Zink-Druckguss verwendet.

Logistik optimiert: in 48 h versandfertig

EBM-Papst Zeitlauf hat die Logistik intern so optimiert, dass die Vorzugstypen aus dem Standardprogramm-Baukasten innerhalb von 48 Stunden nach Eingang der Bestellung versandfertig verfügbar sind. Interessenten können die Dokumentation der Antriebskomponenten (technische Daten, Zeichnungen, 3D-Modelle) im Online-Shop einsehen und bei Bedarf ausdrucken bzw. herunterladen. (sh)

SPS IPC Drives 2016: Halle 1, Stand 448

* Patrick Schumacher ist Leiter Produktmanagement ebm-papst St. Georgen GmbH & Co. KG in St. Georgen

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