Berechnungssoftware Motor-Getriebe-Kombinationen softwarebasiert auslegen

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Digitale Tools und Services unterstützen Konstrukteure und Anwender wirkungsvoll dabei, die Fülle an getriebetechnischen Möglichkeiten zu bewältigen. Wie genau das funktioniert, das zeigt die Berechnungssoftware Neugart Calculation Program (NCP).

Genau das richtige Getriebe für genau diese spezielle Anwendung: Das ist der Anspruch in der Konstruktion, der sich naturgemäß nur durch eine große Auswahl an verfügbaren Lösungen erfüllen lässt. Schließlich zählt jedes Detail, damit ein Getriebe anwendungsspezifische Anforderungen optimal erfüllen kann. So sind allein für die Standard- und Sonderpräzisionsgetriebe von Neugart theoretisch über 14 Millionen Varianten und über 2,5 Millionen Motor-Getriebe-Kombinationen möglich.

Angesichts dieser Fülle wird schnell klar, dass ein zielführender Auswahl- und Konfigurationsprozess nicht mehr manuell möglich ist. Vielmehr zeigen heute intelligente Algorithmen und smarte Tools den Weg zur besten Lösung. Damit lässt sich schnell eine neue Getriebe-Variante erstellen und die dazu notwendige Dokumentation erzeugen. Idealerweise kann der Konstrukteur seine Getriebe-Motor-Kombination selbst konfigurieren und auch als CAD-Daten für die weitere Integration in die Gesamtkonstruktion ausgeben. Ein solches Tool ist das Neugart Calculation Program (NCP). Gestartet 2007 zunächst für den internen Gebrauch, nutzen aktuell rund 12.000 registrierte Anwender das Programm – jedes Jahr werden es mehr.

Getriebe auf den Motor abstimmen

Ein Getriebe ist immer nur so gut wie seine Abstimmung auf den dazugehörigen Motor. Konfiguration und Auslegung spielen deshalb eine zentrale Rolle. Dazu ein Beispiel:

• Natürlich soll ein Getriebe möglichst energieeffizient betrieben werden. Wird es allerdings zu vorsichtig ausgelegt, betreibt man es nur im Teillastbereich, der nicht effizient ist. Bei Serienmaschinen besteht zudem das Risiko, dass ein zu großes Getriebe gewählt wird, was höhere Kosten mit sich bringt.

Hier hilft das Softwaretool: Denn insbesondere das Wechselspiel zwischen Getriebeübersetzung, erforderlicher Motordrehzahl und den sich dadurch verändernden Leistungsdaten kann damit sehr einfach dargestellt werden. So kann durch die genaue Berechnung ein passendes Getriebe meist kleiner ausfallen, da bei der Auslegung keine „Reserve“ eingeplant werden muss.

Gleiches gilt für die kalkulierte Lebensdauer: Sie liegt bei hochwertigen Planetengetrieben standardmäßig bei 20.000 bis 30.000 Stunden – kann aber im Rahmen einer individuellen Berechnung auch höher oder kürzer als der Standard gewählt werden. Durch die unterschiedlichen Einsatzfelder der Planetengetriebe wird dafür im Katalog in der Regel ein Betriebspunkt angegeben, der zur Orientierung dient. Mit nur einem Tool lassen sich dann die exakten Leistungsdaten für jede einzelne Maschine und jeden Anwendungsfall berechnen. Entsprechend hoch sind die Einsparpotenziale.

Getriebe

Wie Planetengetriebe funktionieren

Auswählen, auslegen und berechnen

Vor jeder Getriebe-Motor-Kombination steht eine spezifische Antriebsaufgabe. Das gilt auch für den softwareunterstützten Prozess: Die Konfiguration beginnt mit der Auswahl der gewünschten Applikation, wobei zehn gängige Szenarien bereits in der Software angelegt sind. Anschließend werden – in beliebiger Reihenfolge – Getriebe und Motor ausgewählt und konfiguriert.

Dafür sind in vorgegebenen Feldern Applikationsdaten – etwa Modul und Zähnezahl bei einer Ritzel-Zahnstangen-Anwendung – sowie der Zyklus, der gefahren wird, einzugeben. Für eine Schnellauslegung sind vordefinierte Zyklen verfügbar. Die Getriebeauswahl kann entweder, soweit der Anwender schon mit dem Neugart-Portfolio vertraut ist, über eine Drop-down-Liste oder alternativ durch den Einsatz von Filtern erfolgen, die die gewünschten Parameter berücksichtigen und die Ergebnisse auf ein übersichtliches Maß beschränken.

Das Programm führt dann automatisch zur optimalen Motor-Getriebe-Kombination für die gewählte Applikation. Durch virtuelle Messuhren lassen sich die entsprechenden Kennwerte an jeder Stelle des Antriebsstrangs einsehen. Die Applikationsdaten werden auf die benötigten Daten wie Drehmomente, Drehzahlen sowie Radial- und Axiallasten umgerechnet und visualisiert. Die Auslastung des Getriebes und des Motors wird tabellarisch und grafisch dargestellt. Abschließend lässt sich die Konfiguration als PDF, CSV-Datei oder in Form von CAD-Daten dokumentieren.

Neue Version mit erhöhter Performance

In der neuen Version NCP 4.3 wurde die Performance des NCP durch eine verbesserte Mehrkernnutzung des Prozessors nochmals erhöht. Vor allem aber bietet die bewährte Software ab Mai 2023 viele zusätzliche Features und Optimierungen – von A wie Abgleich bis Z wie Zahnstangenantrieb.

Für eine optimale Motor-Getriebe-Kombination lassen sich im NCP komplexe Lastverläufe im Antriebsstrang berechnen. Die Motorauslegung erfolgt praxisgerecht anhand ihrer Kennlinien mit grafischer Auswertung. Dank der erweiterten Datenbank stehen in NCP nun rund 19.000 unterschiedliche Motoren zur Verfügung. Die Auswahl umfasst dabei nicht nur Servo-, sondern auch Schrittmotoren. Zudem werden in der neuen Version alle zu den NGV-Getrieben passenden Neugart-Räder für die Applikation Fahrantrieb berücksichtigt.

Über den erweiterten Datenbestand hinaus wurde zudem die Anwendung selbst optimiert:

• So ist der Abgleich zwischen theoretischer Auslegung und Ist-Daten noch einfacher geworden.

• Drop-down-Menüs reduzieren den Aufwand für die Vorbereitung der Daten zum Lastimport auf ein Minimum.

• Gleichzeitig ist die Genauigkeit beim Motor-Trace-Lastimport noch höher als bisher, weil bei der Berechnung nun auch die Massenträgheit des Motors und Getriebeverluste einfließen.

In der Version NCP 4.3 profitieren gerade neue oder gelegentliche Anwender von der intuitiven Bedienbarkeit. Zudem finden sie Auslegungs-Beispiele für jede Applikation mit detaillierter Beschreibung. Durch eine engere Verzahnung mit dem Online-Konfigurator Tec Data Finder (TDF) gelangt man dort direkt zu der entsprechenden Produktkonfiguration.

Planetengetriebe

Getriebe mit montiertem Ritzel für Zahnstangenantriebe

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