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DER KONSTRUKTEUR 3/2016

DER KONSTRUKTEUR 3/2016

KONSTRUKTIONSELEMENTE

KONSTRUKTIONSELEMENTE Fazit der Autorin Die Entwicklung eines kundenspezifischen Sondergetriebes für hohe Leistungsanforderungen oder extreme Einsatzbedingungen setzt tiefgehendes Antriebstechnik-Know-how voraus. Gleichzeitig gilt es, die spätere Herstellbarkeit von Anfang an im Blick zu haben. Dies erweist sich spätestens dann als Vorteil, wenn auf Basis der Zusammenbau- und Fertigungszeichnungen ein erster Prototyp oder eine erste Nullserie gefertigt werden soll. Wir verfügen über das entsprechende Know-how und die Fertigungsmöglichkeiten. Dabei bietet die Kombination von Engineering und Fertigung unter einem Dach – von der Idee bis zur Serie – zeitliche Vorteile im Entwicklungsprozess. Der Bandbreite von Branchen und Anwendungen sind dabei keinerlei Grenzen gesetzt. Dr.-Ing. Maria Hergesell, Leiterin Technologiemanagement, WITTENSTEIN bastian Fertigung eines High-Speed-Sondergetriebes 02 Fertigungs-Know-how, wie z. B. in der Wärmebehandlung (oben) und die Qualitätssicherung (unten) sind wichtige Bestandteile des Entwicklungs- bzw. Produktentstehungsprozesses sowie Lagerspielen berechnet und über einen Filter-Algorithmus hinsichtlich Tragfähigkeit, Geräuschanregung und Toleranzempfindlichkeit bewertet. So können bei vergleichbaren Aufgabenstellungen schon Geräuschverbesserungen von über 10 dB an existierenden Getrieben erzielt werden. Die Modellierung der Bauteile erfolgt mit Hilfe des 3D-CAD-Systems NX von Siemens. Aus den virtuellen Modellen der Getriebe werden in Zusammenarbeit mit Produktion und Qualitätssicherung fertigungsgerechte Zeichnungen abgeleitet. Auf Basis der 3D-Modelle können via CAD-CAM-Schnittstelle auch die Aufwände und Fehler - quellen in der Vorbereitung unterschiedlicher Fertigungsschritte reduziert werden. Durch diese Möglichkeiten werden die Aluminium-Gehäuseteile der ersten Prototypen des Getriebes ohne die zeitintensive Ableitung von detaillierten Fertigungszeichnungen in einem Arbeitsgang aus dem Vollen gefräst. Bei der Entwicklung wird von Anfang an die zukünftige Fertigung und Montage im Auge behalten. Die Anwendung von Kons- truktionsprinzipien wie Poka Yoke ist dabei selbstverständlich, um spätere Fehlermöglichkeiten in der Montage auszuschließen. Die zulässigen Fertigungstoleranzen sowie die notwendigen Anlage- und Spannflächen werden gemeinsam mit der Produktion definiert. So sind bei High-Speed-Getrieben aufgrund der hohen dynamischen Zusatzkräfte nur geringe Rundlaufabweichungen zulässig. Bei der Auslegung und Fertigung von Prototypen wird, soweit möglich, auf vorhandene Werkzeuge und Spannmittel zurückgegriffen. Erfordert die Konstruktion zwingend gesonderte Verzahnungsgeometrien, wird auf die flexibelsten Fertigungsverfahren, wie das Profilschleifen aus dem Vollen oder das Wälzschleifen mit zeilenweisem Abrichten für die Fertigbearbeitung, das Drahterodieren für Vor- und Fertigbearbeitung oder die 5-Achs-Fräsbearbeitung, zurückgegriffen. Dabei müssen die fertigungsbedingten Besonderheiten, wie z.B. Verschränkungen und deren Richtung berücksichtigt werden, um die Übertragbarkeit von Versuchsergebnissen in die Serie sicherzustellen. Gefertigt werden die Getriebe im Werk Fellbach, in der „Urbanen Produktion der Zukunft“. Hier sind alle Bearbeitungsschritte möglich: Drehen/ Fräsen, Hartdrehen, Rundschleifen, Verzahnungsfräsen, Verzahnungsstoßen, Verzahnungsschleifen (Wälz- und Profilschleifen) oder Fügen. Neben den spanenden Verfahren ist auch die hauseigene Wärmebehandlung ein Kernprozess bei Wittenstein Bastian. Jede Charge wird nach der Wärmebehandlung im eigenen Materialprüflabor hinsichtlich ihrer Qualität untersucht. Im Messraum der Güteklasse 2 nach VDI/ VDE 2627 mit Klingelnberg- und Zeiss- Messmaschinen wird sichergestellt, dass die Verzahnungen, Wellen und Gehäuse konstant den höchsten Qualitätsanforderungen entsprechen. Zur Überprüfung der Funktion des Getriebes existiert ein eigenes zugangsbeschränktes Prüffeld. Hier können einfache Funktionsprüfungen durchgeführt werden. Für weiterführende Untersuchungen kann auf ein Netz von Prüfeinrichtungen ausgewichen werden. Auf Basis der Ergebnisse kann dann in Zusammenarbeit von Engineering, Produktion und Kunden die Optimierung des Getriebes für den Serieneinsatz erfolgen. www.wittentein.de 24 Der Konstrukteur 3/2016

Präzise Miniaturwälzlager und kundenspezifische Sonderlösungen Hecht Kugellager liefert Wälzlager in allen gängigen Ausführungen, Materialien und Größen und bietet seine zertifizierten Eigenmarken HKW und HKC. Zum Gesamt-Sortiment an Wälzlagertechnik in Standard- und Premiumqualität zählen auch Miniatur-Kurvenrollen aus japanischer Produktion, die wegen ihrer hochgenauen Kurven- und Linearbewegungen in der Präzisionsmessung und Büroautomation Verwendung finden. Diese Speziallager vertragen hohe Radialbelastungen trotz geringen Gewichts und geringer Größe aufgrund der als Wälzkörper eingebauten Nadeln. Für den Einsatz unter feuchten und hygienisch sensiblen Umgebungen, z. B. in Medizintechnik und Lebensmittelindustrie, sind die Kurvenrollen in korrosionsbeständiger Edelstahl-Ausführung erhältlich. In eigener Fertigungsstätte entwickelt und realisiert Hecht zudem kundenspezifische Sonderlösungen mit den entsprechenden Materialien, der Laufbahn, Wälzkörpern, Toleranzen sowie Befettung, und Abdichtung. Die Neue Pendelrollenlager Serie längere Lagerlebensdauer höhere maximal zulässige Drehzahlen verbesserte axiale Belastbarkeit höherer Temperatureinsatzbereich www.hecht-hkw.de Programm an Hochleistungs-Wälzlagern erweitert KOYO DEUTSCHLAND GMBH| Bargkoppelweg 4| 22145| Hamburg WWW.KOYO.EU Mit der Einführung einer Reihe neuer Wälzlager nach dem „High Performance Standard“ entspricht NSK den Anforderungen nach geringen Wartungskosten und kompakter Auslegung von Indus triemaschinen. Das HPS-Programm wurde dazu um Rillenkugellager, Zylinderrollenlager, Präzisions-Schrägkugellager und Axial-Schrägkugellager erweitert. HPS-Lager lassen sich mit bis zu 20 % höheren Grenzdrehzahlen betreiben. Die ersten Produkte nach dem NSKHPS-Standard, nämlich Pendelrollenlager, stellte das Unternehmen im Jahr 2004 vor. Bereits seit 2009 sind in der Serie außerdem Schrägkugellager erhältlich. Mit jetzt sechs Bauarten stehen nun insgesamt ca. 30 000 verschiedene Typenvarianten zur Verfügung. Die Lebensdauer von NSKHPS-Zylinderrollenlagern liegt bei gleichen Belastungen um 60 % über der herkömmlicher Lager. Rillenkugellager, Präzisions-Schrägkugellager und Axial-Schrägkugellager sind um 15 % langlebiger. Überlastfähige Planetengetriebe KOYO.indd 1 26.02.2016 12:16:05 Für den oberen Leistungsbereich bis 600 W bietet das Baukastensystem von EBM-Papst mit dem Optimax 63 ein stark überlastfähiges Planetengetriebe mit hohem Wirkungsgrad, das sich für den Dauereinsatz und für kurzzeitige Spitzenbelastungen eignet. Das Getriebe mit Schutzart IP40 (optional IP54) ist mit 67,5 mm Länge und 78,5 mm Durchmesser kompakt konzipiert. Anwendungsgebiete sind z. B. Pumpenantriebe, Hebe- und Verstell- sowie Sortiervorrichtungen. Durch eine optimierte Fettschmierung erreicht man über einen Temperaturbereich von -30 bis +40 °C einen Wirkungsgrad von 90 % pro Getriebestufe. Das verlängert bei batteriebetriebenen mobilen Geräten die Betriebszeiten, zudem sinken gleichzeitig das Betriebsgeräusch und der Verschleiß. An der 40 mm langen Abtriebswelle können axial wie radial bis zu 500 N Last anliegen – so lassen sich auch Riemen antriebe mit Vorspannung aufsetzen. www.nsk.com www.ebmpapst.com HOCH PRÄZISE. SPIELFREI. ZUVERLÄSSIG. Ausgleichskupplungen. Kreuzschieberkupplungen. Sicherheitskupplungen. Schnellspannelemente. Drehmomentbegrenzer. vma-antriebstechnik.de

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