Die Getriebelösungen von Nabtesco sind weltweit millionenfach in industriellen Applikationen im Einsatz. Ob präzise Positionierung, flexible Handling- und Bearbeitungsaufgaben oder dynamische Pick&Place-Applikation: Überall, wo es auf exaktes Positionieren und hohe Zuverlässigkeit ankommt, sind die Präzisionsgetriebe geeignet. Das Portfolio umfasst hochintegrierbare Einbausätze für die Robotik, anwenderfreundliche Servogetriebe für den Mittelstand, einbaufertige Getriebeeinheiten, robuste Drehtische sowie kompakte Hohlwellengetriebe.
Kraftübertragung und Lagerkonzept
Vor allem aus der Robotik sind die Exzentergetriebe nicht mehr wegzudenken – mit einem Marktanteil von 60 Prozent positioniert sich Nabtesco hier als Weltmarktführer. Aber auch in der Peripherie und zahlreichen weiteren Branchen wie Maschinenbau, Elektromobilität, Medizintechnik, Logistik, Handling oder Verpackungstechnik sind die Präzisionsgetriebe eine passende Wahl. Die Kraftübertragung über Kurvenscheiben und Rollen sorgt für einen hohen Wirkungsgrad, eine lange Lebensdauer und ein sehr geringes Spiel (Hystereseverlust 0,5 bis max. 1arcmin). Die spezielle Bauweise führt darüber hinaus zu einem außergewöhnlichen Verhalten hinsichtlich Dynamik, Belastbarkeit und Laufruhe. Auch bei großen Lasten oder sehr schnellen und abrupten Bewegungen stellen die Getriebe exakt ausgeführte Bewegungen sicher und positionieren hochpräzise. Eine Besonderheit ist die solide Hauptlagerung zur Aufnahme hoher Biegemomente.
Maschinenbauer wählen die Getriebe für ihre Maschine oder Anlage selten nach dem Lagerkonzept aus. Das ist nachvollziehbar, schließlich stehen die technischen Spezifikationen im Fokus. Was dabei oft vergessen wird: Lager sind ebenso funktionskritisch wie -bestimmend. Die Eigenschaften von Getrieben werden auch über die jeweilige Lagerlösung definiert. So können die Zykloidgetriebe von Nabtesco aufgrund ihrer speziellen Lagerung rund 250 Prozent höhere Biegemomente aufnehmen als herkömmliche Planetengetriebe vergleichbarer Baugröße. In erster Linie hängt das mit der Größe zusammen. Die Lager haben konstruktionsbedingt sehr viel größere Durchmesser als die in Planetengetrieben. Aber auch Bauart, Aufbau und Vorspannung sind entscheidend.
Tragendes Element
Normalerweise erfolgt die Auslegung der Lager allein mit Blick auf die Anforderungen für den Betrieb des Getriebes. Treten hohe Biegemomente auf – etwa aufgrund eines Hebelarms -, müssen zur Aufnahme dieser Belastungen zusätzliche externe Lagerungen konstruiert und eingebaut werden. Ganz anders bei den Zykloidgetrieben. Sie bringen bereits von Haus aus eine starke Hauptlagerung mit und sind daher weit mehr als reine Wandler von Drehzahlen und Drehmomenten. „Unsere Getriebe vereinen zwei Funktionen“, betont Daniel Obladen und erläutert: „Natürlich übertragen und wandeln sie wie alle Getriebe Drehmomente, Drehzahlen, Drehrichtungen sowie Kräfte. Doch das ist längst nicht alles. Durch die solide Lagerung übernehmen sie zudem eine tragende Funktion in der Maschine. Im Getriebe ist also schon ein wichtiges Maschinenelement integriert.“ Auf externe Lagerungen kann damit verzichtet werden. Für den Maschinenbauer hat das entscheidende Vorteile: Der Konstruktionsaufwand ist geringer, die Montage schneller und die Kosten niedriger.
Für die hohe Belastbarkeit sorgen gleich mehrere Faktoren. Zum Einsatz kommen zwei identische große Schrägkugellager, die spiegelbildlich angeordnet sind. Der große Durchmesser ist der zykloiden Bauweise geschuldet und bietet reichlich Platz für eine Vielzahl an Wälzkörpern. Die Rechnung ist einfach: Je mehr Wälzkörper, desto leistungsstärker das Lager. Die Anstellung erfolgt in O-Anordnung, da diese im Vergleich zur X-Anordnung ein größeres Kippmoment aufnehmen kann. Alle Lager werden von Nabtesco selbst zusammengebaut und vorgespannt.
Reibung und Steifigkeit
Die Entscheidung für Schrägkugellager mag auf den ersten Blick irritieren – schließlich gelten Schrägrollenlager nicht ohne Grund als Nonplusultra, wenn es um die Aufnahme hoher Biegemomente geht. Entscheidend ist die Dynamik. Bei wechselnden Biegemomentsituationen während der Drehung vom Getriebe kann es bei Rollenlagern zu unterschiedlichen Belastungen der einzelnen Rollen kommen. Dann ist die Geschwindigkeit am Innenring eine andere als am Außenring. Die Folge: Differentialreibung und daraus resultierend ein relativ schneller Verschleiß. Bei Kugellagern tritt dieser Effekt nicht auf. „Kugeln sind daher aus unserer Sicht die beste Möglichkeit, Reibung und Verschleiß möglichst gering zu halten“, so Daniel Obladen. Die Hauptlagerung ist in allen gängigen Zykloidgetrieben von Nabtesco integriert. Bei den Einbausätzen der RV-N-Serie sowie den Servogetrieben der Neco-Serie und den modularen High-Torque-Getrieben Neco HT ist das Unternehmen noch einen Schritt weiter gegangen und hat auf den Lagerinnenring verzichtet. Stattdessen wurde die innere Lauffläche geschliffen. Im Ergebnis ist die Lagerung noch steifer.
Ob Handling, Montage, Verpackung oder Palettierung: Wo immer ein Roboter-, Positionier- oder Schwenkarm in vertikaler Drehrichtung die Aufnahme hoher Biegemomente erforderlich macht, sind Nabtesco-Getriebe einsetzbar. Auch schwere Lasten meistern sie durch die stabile Hauptlagerung. Gerade wenn die Baulänge entscheidend ist, bieten sich Zykloidgetriebe an, denn durch den Verzicht auf externe Lagerungen kann kürzer gebaut werden. Davon profitieren z.B. Palettieranwendungen, die so jeden Höhenzentimeter für den vertikalen Hub nutzen können. Übrigens: Roboterhersteller nennen die integrierte Hauptlagerung als eines der Hauptargumente, warum sie sich für Zykloidgetriebe entscheiden. Durch die Aufnahme überdurchschnittlicher Biegemomente müssen die Roboterarme nicht noch extra mit Lagern gestützt werden – was schlankere Kinematiken erlaubt.
Lagerauslegung und Effizienz
Doch wie wird die Hauptlagerung eigentlich ausgelegt? Entscheidend ist der Kippwinkel der Abtriebswelle. Je größer, umso mehr kippt die Anlage und desto ungenauer wird positioniert. Für eine hohe Positioniergenauigkeit braucht es also einen möglichst kleinen Kippwinkel. Einfluss auf den Kippwinkel haben unter anderem die anliegende Last, die wirkenden Kräfte sowie Längen von Maschinenelementen, z.B. eines Hebelarms.
Automatisierung ist der Schlüssel zu mehr Produktivität, Effizienz sowie Flexibilität und sichert so die internationale Wettbewerbsfähigkeit. Zykloidgetriebe spielen dabei eine tragende Rolle – und das gleich im doppelten Sinne. Aufgrund ihrer Eigenschaften tragen sie deutlich zu Produktivitätssteigerungen sowie Kostensenkungen bei und bringen damit die Fertigungseffizienz auf ein neues Level. Zudem übernehmen sie eine tragende Funktion in Robotern, Maschinen und Anlagen und heben so weitere Ressourcen- und Effizienzpotenziale. Als stabiler Partner unterstützt Nabtesco Unternehmen aus Robotik und Maschinenbau mit leistungsstarken, zukunftsfähigen Getriebelösungen und steht ihnen mit Anwendungskompetenz und weltweitem Support zur Seite.
