DER KONSTRUKTEUR 3/2021

ANTRIEBSTECHNIK 01 Dank

ANTRIEBSTECHNIK 01 Dank integrierter Membran gelingt ZAE beim Servo-Drive ein hermetischer Druckausgleich 01 02 Die ZAE-Servo-Drive-Familie auf einen Blick, vom Z040 bis Z100 TITELSTORY PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Für die eingesetzten Getriebe bedeuten beide Aufgaben eine große Herausforderung. In hochdynamischen Anwendungen muss das Getriebe möglichst steif ausgelegt sein, um maximale Präzision und Positioniergenauigkeit zu gewährleisten. Weiterhin sollte es Schwingungen und Stöße gut dämpfen, die durch die starken Beschleunigungs- und Bremsmomente ausgelöst werden können. Eine zu große Nachgiebigkeit kann z. B. bei hochpräzisen Positionieraufgaben zu Ungenauigkeiten führen. Auch die enorme Produktivität und Leistungsfähigkeit eines Werkstückwechslers oder eines mehrachsigen Portals werden durch eine zu geringe Steifigkeit der Maschinenelemente negativ beeinflusst. Dies gilt es zu vermeiden. Der energetische Wirkungsgrad der Getriebe sollte in dynamischen Applikationen vor allem im Teillastbereich besonders hoch sein. Aufgrund der häufigen Belastungswechsel durchfährt das Getriebe diese Bereiche besonders häufig. Daher ist in diesen Anwendungen nicht die Effizienz unter Volllast, sondern unter Teillast entscheidend. Im energieeffizienten und kontinuierlichen Betrieb dagegen kommt es auf einen ruhigen Lauf und optimalen Leichtgang an. Da das Getriebe durchgängig nahe der Volllast betrieben wird, muss es in diesem Bereich einerseits effizient laufen, andererseits vor allem aber durch Robustheit und Langlebigkeit überzeugen. FÜR DYNAMISCHE ANWENDUNGEN Für beide Fälle – und alle Anwendungen, die zwischen diesen Extremen liegen – hat ZAE Antriebssysteme das ZAE Servo-Drive entwickelt. Eines der Geheimnisse hinsichtlich der Variabilität dieses Schneckengetriebes liegt im flexiblen Lagerungskonzept. Wird eine hohe Steifigkeit verlangt, wird das Getriebe mit Kegelrollenlagern ausgestattet. Sie können dank ihrer Geometrie und der hohen Reibkontaktfläche hohe externe Kräfte aufnehmen. Der zweite Aspekt, der zur hervorragenden Verdrehsteifigkeit beiträgt, liegt in der Natur der Schneckengetriebe. Schneckengetriebe verfügen aufgrund ihrer Verzahnungsgeometrie über eine vorteilhafte Steifigkeit. Zudem vertragen Sie Überlastungen und Stöße meist besser als andere Getriebefamilien. Die Verdrehsteifigkeit liegt je nach Baureihe zwischen 5 (in der kleinsten Baureihe, Z040) und 168 Nm/arcmin (Z100). Mit diesen Eigenschaften eignen sich die ZAE Servo-Drive-Getriebe perfekt für hochdynamische Anwendungen wie präzise Positionieraufgaben. Und nicht zuletzt spielt des Verdrehspiel des Getriebes in dynamischen Anwendungen eine große Rolle. Als Spezialist für Schneckengetriebe mit über 100 Jahren Tradition weiß ZAE, mit welchen Maßnahmen man auch den anspruchsvollsten Anforderungen gerecht wird. Die Servo-Drive-Getriebe gibt es in einer Standardvariante mit < 6 arcmin Verdrehspiel. Wenn die Anforderungen noch anspruchsvoller sind, bietet der Antriebsspezialist alle Servo-Drive-Varianten zudem in spielarmer Ausführung mit < 2 arcmin an. Erreicht wird dies durch ausgeprägtes Knowhow in Engineering, Montage und v. a. auch der Fertigung der Verzahnungsteile sowie mit einem erstklassigen Prüffeld, das die Leistungsfähigkeit, das Verdrehspiel und die Verdrehsteifigkeit der Getriebe bis in die letzte Winkelminute nachgewiesen hat. Auch hinsichtlich des Wirkungsgrads im eingangs erwähnten Teillastbereich können die Schneckengetriebe gegenüber anderen DIE GETRIEBE SIND MIT ALLEN SERVOMOTOREN KOMBINIERBAR Getriebeausführungen überzeugen. Sie liegen bei nahezu jedem Abtriebsmoment nahe dem Optimum, sind aber in jedem Fall energieeffizienter als Hypoid- oder Spiroidgetriebe. Somit bieten die ZAE-Servo-Drive-Getriebe auch hinsichtlich der Energieeffizienz im Hochdynamikbetrieb Vorteile. FÜR KONTINUIERLICHE APPLIKATIONEN Für maximale Energieeffizienz im kontinuierlichen und somit wenig dynamischen Betrieb setzt ZAE hingegen auf eine Lagerung mithilfe von Kugellagern. Dank der punktförmigen Belastung der Wälzkörper erzeugen Kugellager weniger Reibung und somit auch weniger Verlustleistung als Kegelrollenlager. Somit ist dieses leichtgängige und laufruhige Lagerkonzept für kontinuierliche und energieschonende Applikationen vorteilhaft. Um eine hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Getriebe zu gewährleisten, dimensioniert ZAE die verbauten Wälzlager konservativ, d. h. mit großer Leistungsreserve. Welches Lagerungskonzept für eine definierte Applikation besser geeignet ist, finden Kunden spätestens im Beratungsgespräch heraus. ZAE Antriebssysteme verfügt über großes Branchen- und Domänenwissen und findet in Verbindung mit dem Anwendungs-Know-how der Maschinenhersteller die perfekte Lösung für jeden Einsatzfall. 20 DER KONSTRUKTEUR 2021/03 www.derkonstrukteur.de

ANTRIEBSTECHNIK 02 Ein weiterer Vorteil insbesondere für das Werkstückhandling: ZAE setzt auf eine eigens entwickelte Lösung zum hermetischen Druckausgleich innerhalb des Getriebes. Eine ins Getriebegehäuse integrierte Membran sorgt für einen Druckausgleich und vermeidet das Entstehen von Überdruck im Gehäuse. Somit ist keine Entlüftung mittels zusätzlicher Ventile und Filter notwendig, die Dichtungen werden geschont und ein Ölaustritt ist dank des hermetischen Druckausgleichs nicht mehr möglich. Aufgrund dieser Technologie und der damit einhergehenden Dichtsicherheit können die Getriebe in jeder Betriebslage bzw. Einbauposition montiert werden, selbst über Kopf. VARIABEL KOMBINIERBAR Die ZAE Servo-Drive gibt es in fünf Standardbaugrößen, von 40 bis 100 mm Achsabstand und zulässigen Beschleunigungsmomenten bis maximal 1680 Nm. Die größtmögliche Übersetzung der Getriebe beträgt 1:39. Durch Kombination mit weiteren Getrieben (z. B. Planeten-Vorstufen) können jedoch auch deutlich höhere Übersetzungen realisiert werden. ZAE-Servo-Drive- Getriebe sind mit allen Servomotoren kombinierbar – dank einer flexiblen Motoradaption mithilfe von passenden Flanschen. Im Fall von Sonderlösungen und -modifikationen unterstützt ZAE Antriebsdysteme gerne beratend und in der Umsetzung. Diese Flexibilität ermöglicht zudem eine hohe Wirtschaftlichkeit, da die Auslegung des Gesamtsystems nicht durch die Wahl des Getriebes eingeschränkt wird. Bilder: Aufmacher Hintergrund: Aleksandr Matveev – stock.adobe.com; Sonstige: ZAE AntriebsSysteme MIT DEM GETRIEBE IST UNS DER ERHOFFTE SPAGAT GELUNGEN Ein wirtschaftliches Getriebe, mit dem Maschinenhersteller nahezu alle Anwendungsfälle abdecken können: Das war unser Ziel bei der Entwicklung des Servo-Drive. Der OEM profitiert enorm. Er muss sich nicht für jede Applikation auf die Suche nach einem passenden Getriebe machen. Maschinenhersteller können immer auf denselben Baukasten zurückgreifen, lediglich Details in der Konfiguration müssen für die jeweilige Anwendung angepasst werden. Das macht sich übrigens auch optisch gut an der Maschine. Zudem müssen unsere Kunden sich nicht mehr mit einer Fülle an Getriebe-Zulieferern auseinandersetzen – mit der ZAE haben sie lediglich einen einzigen kompetenten und zuverlässigen Ansprechpartner auf Augenhöhe. Mit dem ZAE Servo-Drive ist uns der erhoffte Spagat gelungen: ein Premiumprodukt mit hervorragender Wirtschaftlichkeit in Betrieb und Anschaffung zu entwickeln! FOLKE HEDDER, Vertriebsleiter, ZAE AntriebsSysteme, Hamburg www.zae.de Unbenannt-2 1 www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 10.12.2020 2021/03 10:40:33 21