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DER KONSTRUKTEUR 9/2021

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DER KONSTRUKTEUR 9/2021

WERKZEUGMASCHINEN

WERKZEUGMASCHINEN TECHNOLOGIE- WANDEL AUF GANZER LINIE Der Wandel weg vom Verbrennungsmotor hin zur Elektromobilität erfordert neue Bauteile, Materialien und Bearbeitungsstrategien. Der Kurswechsel betrifft auch den Werkzeugmaschinenbau, in dem Zykloidgetriebe eine große Rolle spielen. SPECIAL Der Umstieg auf emissionsfreie Antriebe stellt nicht nur die Automobilindustrie vor neue Herausforderungen. Auch für viele andere Wirtschaftszweige hat die Elektrifizierung des Antriebsstrangs Folgen. So steht der Werkzeugmaschinenbau vor einem tiefgreifenden Wandel. „Autobauer und Zulieferer gehören zu den wichtigsten Kunden des Werkzeugmaschinenbaus. Doch die Produktion von Elektrofahrzeugen unterscheidet sich grundlegend von der konventioneller Autos“, sagt Daniel Obladen, Head of Sales General Industries bei Nabtesco Precision Europe, Hersteller von Zykloidgetrieben. „Elektroantriebe sind viel kleiner als Verbrennungsmotoren und bestehen aus weniger sowie teilweise anderen und komplexeren Einzelteilen. Auch die verwendeten Materialien unterscheiden sich.“ Andere Bauteile, andere Werkstoffe, andere Bearbeitungsstrategien, andere Prozesse – also werden auch andere Werkzeugmaschinen benötigt. Als Partner des Werkzeugmaschinenbaus beobachtet Nabtesco die Entwicklungen genau. „Noch ist es zu früh, um eindeutige Trends auszumachen. Doch es zeichnen sich erste Tendenzen ab“, so Obladen. „Aktuell geht man davon aus, dass die Anlagen kleiner werden und sich die Anzahl der Werkzeuge reduziert. Auch erfordern die immer kürzeren Entwicklungszyklen universelle Maschinen, die leicht auf ein neues Produkt angepasst werden Jennifer Hagmeyer, Expert Internal Sales & Marketing General Industries, Nabtesco Precision Europe GmbH, Düsseldorf können. Gleichzeitig rücken Themen wie Green Deal, Condition Monitoring, Minimalmengenschmierung und Industrie 4.0 in den Vordergrund.“ Diese Entwicklungen haben auch für die in den Anlagen verbauten Komponenten Konsequenzen, denn nur mit effizienten, performanten Systemen lassen sich produktionstechnische Herausforderungen bewältigen. Eine wesentliche Rolle spielen dabei leistungsstarke Zykloidgetriebe. KOMBINIERTE BEARBEITUNGSMASCHINEN SIND IM KOMMEN Der Wandel weg vom Verbrenner hin zum E-Motor hat Auswirkungen auf nahezu alle Aspekte und Bereiche der Produktion. Neue Komponenten, weniger zu zerspanende Komponenten, weniger Bearbeitungs- und Fertigungsschritte, noch mehr Automatisierung und eine noch stärkere Prozessverkettung sind nur einige Stichworte für die anstehende Transformation. Besonders bei der Werkstückbearbeitung stehen wesentliche Änderungen ins Haus. Eine zentrale Forderung: Drehen und Fräsen in einer Aufspannung, weil rotationssymmetrische Teile für den Einsatz in Elektromotoren sowohl innen als auch außen zu bearbeiten sind. Die in der Automobilindustrie stark verbreiteten Mehrspindler können dies nicht leisten. Auch die Nachfrage nach Verzahnungsmaschinen wird nachlassen. Hingegen werden Härtemaschinen für induktives Härten wichtiger, denn für die Elektromobilität müssen die Motorwellen nur noch in kleinen Bereichen gehärtet werden. Auch der Leichtbau treibt Veränderungen im Werkzeugmaschi- 72 DER KONSTRUKTEUR 2021/09 www.derkonstrukteur.de

01 02 MASCHINE STOP! 01 Mit hohen Drehmomentleistungen bei minimalem Spiel eignen sich Zykloidgetriebe für Werkzeugwechsler 02 Dank ihrer besonderen Bauweise sind Zykloidgetriebe außerordentlich leistungsfähig, sehr genau und robust nenbau. „Das Gewicht der Bauteile wird immer entscheidender, denn je weniger ein E-Auto auf die Waage bringt, desto niedriger ist der Stromverbrauch und umso höher die Reichweite“, so Obladen. Leichtbaumaterialien wie Aluminium, Carbon und Kunststoffe in flexiblen Verbindungen halten verstärkt Einzug in die Fahrzeugproduktion. „Aluminium ist weicher als Stahl und lässt sich einfacher und schneller zerspanen. Das bedeutet: weniger Bearbeitungsschritte und höhere Geschwindigkeiten“, erläutert der Vertriebsleiter. Bearbeitungsmaschinen für die E-Mobilität benötigen also weniger Werkzeuge, müssen aber schneller arbeiten. ENERGIE RAUS. ZYKLOIDGETRIEBE ÜBERZEUGEN IN VIELEN ANWENDUNGEN DER WANDEL VOM VERBRENNER HIN ZUM E-MOTOR HAT AUSWIRKUNGEN AUF NAHEZU ALLE BEREICHE DER PRODUKTION Bisher dominieren Direktantriebe den Werkzeugmaschinenbau. Sie erfordern allerdings eine hohe Investitionsbereitschaft ab – hohe Anschaffungskosten und erhöhter Montageaufwand – und benötigen mehr Ressourcen, etwa elektrische Energie. Für die Bearbeitung von Stahl sind Direktantriebe ideal. Doch Maschinen für die Aluminiumbearbeitung sind aufgrund der geringeren Schnittkräfte leichter gebaut und nicht auf die komplexe Direktantriebstechnologie angewiesen. „Zykloidgetriebe sind hier technisch sowie wirtschaftlich eine deutlich attraktivere Wahl. Sie sind einfach integrierbar, brauchen weniger Energie und weniger Platz“, stellt Obladen klar. Nabtesco-Getriebe arbeiten zuverlässig, sie sind robust und kompakt ausgelegt. Mit einer hohen Verdrehsteifigkeit und hohen Untersetzungsverhältnissen erfüllen sie höchste Genauigkeitsanforderungen und sorgen für Effizienz. Eine hohe Untersetzung hat den Vorteil, dass das Massenträgheitsverhältnis von Anwendung zu Motor gering ist. Dadurch wird die Regelqualität vom Motor besser und das Risiko von Vibrationen im Antriebsstrang kleiner. Folglich kann dynamisch und ohne Nachschwingen positioniert werden. Dies reduziert Nebenzeiten und macht den Bearbeitungsprozess wirtschaftlicher. Beispielsweise lassen sich Werkzeugwechselvorgänge reduzieren. Auch Be- und Entladesysteme sowie Handling- und Positionierapplika tionen profitieren von der Dynamik und der Wiederhol- und Bahngenauigkeit. Die Getriebeserie Neco, ausgestattet mit einem Radialklemmring in Low-Inertia-Ausführung, ermögliche extrem dynamische Zyklen, weil sich die Trägheit auf der Motorwelle um bis zu 39 % reduziert. Auch der Montageaufwand für den Motor sei geringer, da das Ausrichten des Antriebsritzels entfällt. Mit modularen Hülsen und Flanschen ist eine Adaption aller gängigen Servomotoren möglich. Außerdem punkten die Neco-Getriebe mit einem ganzheitlichen Korrosionsschutz, einer hohen Leistungsdichte sowie einem cleanen, geschlossenen Design. FRIZLEN Bremswiderstände nehmen bei Maschinenstop zuverlässig höchste Energiemengen auf, auch bei Netzausfall. Leistungen von 10 W bis 500 kW Bis IP67, mit UL / CE FRIZLEN Leistungswiderstände Belastbar Zuverlässig Made in Germany Bilder: Aufmacher Nabtesco Precision Europe GmbH/Patrick P. Palej – stock.adobe.com, Sonstige Nabtesco Precision Europe GmbH www.nabtesco.de Tel. +49 7144 8100-0 www.frizlen.com

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