Getriebe Wie aus Standardgetrieben kundenspezifische Getriebe werden

SPN Schwaben Präzision passt Standardgetriebe an individuelle Kundenbedürfnisse an. Zwei Projekte zeigen, wie das Unternehmen kundenspezifische Getriebe für den Lebensmittel- und Hygienebereich entwickelt hat.

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SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH

FAULHABER Antriebssysteme

WITTENSTEIN alpha GmbH

Im ersten Anwendungsfall benötigte ein Kunde aus der Lebensmittelindustrie für den Antrieb diverser Achsen Getriebe mit unterschiedlichen Übersetzungen, die in direkten Kontakt mit Lebensmitteln gelangen dürfen. Um weitere Schutzeinrichtungen an der Anlage zu umgehen, darf die Gehäusetemperatur im S1-Betrieb die Marke von 60 °C nicht überschreiten. Das Getriebe soll gemäß EHEDG-Richtlinien ausgeführt sein. Die Herausforderung: die Anbindung des Motors mit Befestigungsgewinden und die Anforderung, dass der Kunde den Motor selbst montieren möchte.

Umsetzung: Die gängige Praxis bei SPN Schwaben Präzision ist die Anpassung von Standardgetrieben, so auch in diesem Fall. Basis für die Projektumsetzung ist das SPN-Planetengetriebe E24. Dieses wurde so modifiziert, dass alle außenliegenden Bauteile aus Edelstahl 1.4404 hergestellt sind. Die Dichtringe aus EPDM verhindern durch ihre Lage ganz am Gehäuserand das Eindringen von Keimen in die Spalten zwischen den Gehäuseteilen. Die Befestigung des Motors in B5-Ausführung (mit Befestigungsgewinden) stellte die Kreativität der SPN-Konstrukteure auf die Probe. Das Ergebnis ist ein nahtloser Übergang zwischen Motor und Getriebe ohne störende Befestigungsschrauben auf der Außenseite. Trotz dieses Designs muss der Kunde nicht auf den Komfort bei der Motormontage verzichten. Mittels handelsüblicher Werkzeuge kann er die Motormontage selbst vornehmen.

Die außenliegenden Bauteile aus Edelstahl sind unumgänglich für die Design-Vorgaben. Durch ihre schlechte Wärmeleitfähigkeit wird jedoch der Kühlungseffekt über das Gehäuse stark beeinträchtigt. Umso wichtiger ist es, den Wärmeeintrag durch Verluste so gering wie möglich zu halten.

Projektergebnis: Mit den durchgeführten Anpassungen ist eine Getriebe-Motorkombination entstanden, die durch ihr nahtloses Design überzeugt. Ein Antrieb der selbst im S1-Betrieb die Oberflächentemperatur von 60 °C nicht übersteigt und somit nach der Maschinenrichtlinie ohne zusätzliche Abdeckung betrieben werden kann. Durch den einfachen Motoranbau kann der Kunde die Motoren mit Befestigungsgewinden selbst montieren. Somit besitzt er die Varianz, unterschiedliche Motorgrößen mit unterschiedlichen Getriebeübersetzungen zu kombinieren und flexibel auf die Anforderungen reagieren zu können.

Getriebe auf langer Achse frei verschiebbar

Im zweiten Anwendungsfall benötigte ein Kunde, der in einem Hygienebereich arbeitet, ein Getriebe, das auf einer langen Achse frei verschiebbar ist und die Welle an beliebiger Position möglichst spielfrei antreibt. Das aufgebrachte Drehmoment soll über eine spezielle Drehmomentstütze aufgenommen werden. Da der Antrieb in einem Hygienebereich eingesetzt wird, ist außerdem eine Schmierung mit Lebensmittelschmierstoff erforderlich.

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Stirnrad, Kegelrad und Co. – Zahnradgetriebe kurz erklärt

Umsetzung: Bei der Auslegung der einzelnen Verzahnungsstufen wurde auf ein Gleichgewicht zwischen ausreichender Genauigkeit und möglichst geringen Kosten geachtet. Aus diesem Grund wurde die Stirnradstufe am Abtrieb nicht wie vom Kunden ursprünglich gewünscht mit einer Übersetzung von 1:1 sondern vielmehr mit 1,5:1 ausgeführt. Mit dem höheren Übersetzungsverhältnis reduziert sich sowohl das Verdrehspiel als auch das Drehmoment des angeschlossenen Planetengetriebes um den Faktor 1,5. Dadurch reicht ein günstigeres und in der Baugröße kleineres Planetengetriebe aus, um das Gesamt-Verdrehspiel von kleiner 10 arcmin zu erreichen.

Ein besonderes Augenmerk bei der Entwicklung wurde auf die Klemmung des Antriebs auf der Maschinenwelle gelegt. Auftretendes Spiel in dieser Verbindung wirkt sich direkt auf das gesamte System aus. Die Wahl fiel auf ein integriertes Spannelement mit der Möglichkeit, das Getriebe spielfrei zu klemmen. Das Lösen und Klemmen der Verbindung ist von außen mittels Sechskantschrauben zu bewerkstelligen.

Die Drehmomentstütze wurde nahtlos in das Gehäuse der Stirnradstufe integriert. Eine zentrale Schraube nimmt das Drehmoment in der gelagerten Buchse sicher auf.

Projektergebnis: Das entwickelte Getriebe basiert auf dem SPN-Planetengetriebe EZ24. In Erweiterung mit einer Stirnradstufe ist es für diesen Anwendungsfall ideal geeignet. Die fein aufeinander abgestimmten Teil-Systeme ermöglichen die Verwendung eines kleineren und einfacher aufgebauten Planetengetriebes, das spart Bauraum und Kosten. Aufgrund der direkten Integration der Drehmomentstütze konnten weitere Befestigungselemente eingespart werden, was dem Kunden wiederum Kosten spart. Hauptvorteil ist jedoch das einfachere Montagehandling. So erhält der Kunden ein optimal zu seinen Anforderungen passendes Getriebe.

Hannover Messe 2019: Halle 23, Stand B19

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