gesponsertLager und Antriebe Passende Lösungen für alle Achsen

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Schaeffler Technologies AG & Co. KG

Auf der EMO 2023 präsentiert Schaeffler seine neuen Produkte unter anderem in einem Schwenkrundtisch als Schnittmodell. Das Exponat bietet die seltene Gelegenheit, unterschiedliche Lager- und Antriebskonzepte miteinander zu vergleichen.

Natürlich würde man einen Schwenkrundtisch so in Realität nicht ausrüsten“, kommentiert Christian Straub, Director Sector Development Machine Tools bei Schaeffler den Aufbau des Schaeffler-Exponates auf der EMO 2023. In diesem Fall geht es Straub auch gar nicht um eine realistische Darstellung. „Wir möchten demonstrieren, welche Funktionen wir in Schwenkbrücken und Rundtischen mit unserem Baukasten abbilden können“, erklärt Straub. Dazu zählen neben Rundtischlagern, Drehverbindungen, Torquemotoren sowie Winkelmesssystemen neuerdings auch Präzisionsgetriebe. Doch das Exponat bietet noch einen Vorteil, nämlich „einen anschaulichen Vergleich mit anderen Konzepten am Markt.“

Im Bereich der Schwenkbrücken und Rundtische ist der Automobil- und Industriezulieferer seit Jahrzehnten für seine „integrierten“ Direktantriebe, bestehend aus Torquemotor und Lagerung, bekannt. Hierfür können Kunden aus einem Baukasten mit je drei spezialisierten Motor- und Lagerbaureihen in einem breiten Größenspektrum die passende Kombination auswählen. Der Industrie- und Automobilzulieferer bedient mit seinen Torquemotoren traditionell das High-end-Segment – prädestiniert etwa für das 5-Achs-Simultan-Fräsen, das Wälzfräsen oder das Hartdrehen.

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Bewährte Sytemlösung aus dem Baukasten

Eine typische Kombination für Schwenkbrücken findet sich im Exponat auf der linken Seite mit einem Torquemotor der Baureihe RIB, Baugröße 230-50 und einem Axial-Radial-Zylinderrollenlager der Baureihe YRTCMA. MA steht für das induktive Absolut-Winkelmesssystem, dessen Codierung auf den exakt rundlaufenden Bund des Wälzlagers aufgebracht ist. Eine Systemlösung, die Antrieb, Lagerung und Winkelmesssystem vereint.

Als Antrieb für den Rundtisch dient ein Torquemotor der Baureihe RIB. Für die Rundtischlagerung auswählen können Kunden entweder

• das zweireihige Axial-Schrägkugellager ZKLDF für besonders hohe Drehzahlen oder

• das Axial-Radial-Zylinderrollenlager YRTS für eine höhere Steifigkeit oder

• das Axial-Radial-Zylinderrollenlager YRTC mit der größten Steifigkeit

Alle drei Lagerbaureihen sind geometrisch austauschbar und optional mit dem induktiven Winkelmesssystem verfügbar, sowohl als inkrementelle als auch absolute Variante. Für die YRTS-Lager werden in Hannover die neuen Baugrößen 580 und 650 präsentiert.

Was am Schaeffler-Exponat besonders auffällt, ist die Getriebe-Motor-Einheit auf der rechten Seite. Das ist insofern von Interesse, war doch der Direktantrieb über Jahrzehnte die einzige Option bei Schaeffler zum Antrieb von Schwenkbrücken. Das bestätigt auch Christian Straub: „Wir haben bislang ausschließlich auf Direktantriebe gesetzt“. Allerdings kämen die neuen PSC-Präzisionsplanetengetriebe den Eigenschaften von Direktantrieben bezüglich Spielfreiheit und Verschleißfreiheit außergewöhnlich nah. „Insofern sind wir unserer Maxime eines spiel- und verschleißfreien Antriebes absolut treu geblieben.“, so Straub.

Neue Getriebelösung für Schwenkbrücken

Die neuen Präzisionsplanetengetriebe bieten mit ≤ 0,1 Winkelminuten Verdrehspiel und ≤ 0,6 Winkelminuten Lost motion extrem niedrige Werte; diese sollen auch während einer Betriebsdauer von ≥ 20.000 Stunden konstant bleiben. Damit dringt das PSC-Präzisionsplanetengetriebe nicht nur in Regionen vor, die bislang anderen Getriebeprinzipien wie den Zykloidgetrieben vorbehalten waren, sondern übertrifft diese sogar noch.

Mit der Präzisionsplanetengetriebe-Baureihe PSC stellt Schaeffler den Benchmark im Bereich der Präzisionsplanetengetriebe hinsichtlich Positioniergenauigkeit, Geräuscharmut, Effizienz und Lebensdauer. Dafür sorgen das patentierte System zur Verschleißkompensation sowie die schrägverzahnte Eingangsstufe, die als Hochverzahnung ausgeführt ist.

Praktisch spiel- und verschleißfrei

Neun Baugrößen von 030 bis 500 mit Übersetzungen der Planetenstufe zwischen 9 und 20, Übersetzungen der Eingangsstufe von 3,4 bis 15,7 und Außendurchmessern von 155 mm bis 405 mm passen zur Anwendung in Schwenkbrücken und Fräsköpfen. Die Dauerdrehmomente der PSC-Katalogbaureihe reichen von 300 Nm bis 5000 Nm. Mit Einbausätzen, komplett geschlossenen Getriebeblöcken, mit oder ohne schrägverzahnte Eingangsstufe, Varianten mit Voll- und Hohlwelle, mit und ohne Winkelvorstufe sind die PSC-Getriebe einfach in unterschiedliche Kundenkonstruktionen integrierbar.

Neues Antriebskonzept für Schwenkbrücken

Als Antrieb für die Schwenkbewegung sind Direktantriebe oder Planeten- bzw. Zykloidgetriebe etabliert. Da auch mit konventionellen Präzisionsgetriebelösungen im Neuzustand ein Verdrehspiel von unter 1 Winkelminute kaum erreichbar ist und durch Verschleiß über die Jahre zunimmt, werden in der Regel zwei Getriebe vorgesehen und über die Elektromotoren als Master-Slave-Antrieb elektrisch gegeneinander verspannt. Der Antrieb des Schwenktisches verhält sich tatsächlich spiel- und verschleißfrei – allerdings wird dies mit einem hohen Konstruktions- und Montageaufwand erkauft.

Das Konzept von Schaeffler sieht vor, nur ein Getriebe einzusetzen. Auf der Gegenseite ist dann lediglich ein Rundachslager erforderlich. Damit entfällt auch ein zweiter Antriebsregler. Das PSC-Präzisionsplanetengetriebe übernimmt mit dem integrierten Hauptlager – ein auf hohe Kippsteifigkeit optimiertes zweireihiges Schrägrollenlager – auch die dortige Lagerung der Schwenkachse. Insgesamt erhält man einen äußerst schlanken mechanischen Aufbau mit vergleichsweise wenigen Komponenten. Durch diesen kompakten Aufbau gewinnt man konstruktive Freiheiten für die Versorgungsleitungen, entweder durch den großen Mittendurchgang auf der Lagerseite, was die Wahl eines kleinen PSC-Präzisionsgetriebes erlaubt oder durch die Hohlwelle des Getriebes auf der Getriebeseite.

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Was Präzisionsgetriebe und -antriebe für die Industrieautomation leisten können

Torsionssteifigkeit ausreichend

Die Torsionssteifigkeit des Getriebes ist in der Praxis mehr als ausreichend und kein begrenzender Faktor. Falls getriebeseitig keine Hohlwelle gewünscht ist, kann das Getriebe oftmals deutlich kleiner dimensioniert werden. Die Getriebe bieten zudem sehr kleine Losbrechmomente und sind sehr gut und fein steuerbar. Dank des hohen Wirkungsgrades wird kaum Wärme in die integrierte Lagerung eingebracht.

Wie finden Maschinenhersteller nun ihre optimale Lösung? „Mit unserem Portfolio für jede Achse von Direktantrieben, Rundtischlagern, Messsystemen und jetzt auch Präzisionsplanetengetrieben bieten wir für jeden Einbaufall die passende Lösung“, sagt Jürgen Stölzle, Director Global Sales Robotics bei Schaeffler. Und verspricht: „Bei Bedarf unterstützen unsere Anwendungsexperten gerne im Entwicklungsprozess.“

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