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DER KONSTRUKTEUR ASB 2021

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DER KONSTRUKTEUR ASB 2021

MOTOREN UND STEUERUNGEN

MOTOREN UND STEUERUNGEN 01 MEHR PERFORMANCE FÜR DEN COBOT 02 Kollaborative Leichtbauroboter werden die industrielle Produktion nachhaltig verändern. Das Marktpotenzial ist groß, das Einsatzspektrum vielfältig und der Bedarf an innovativen Lösungen wächst. Ein großer Automobilund Industriezulieferer stellt einen besonderen Motor, ein spezielles Getriebe und eine neue Lagerbaurt vor, die die Performance der kleinen Helfer steigern und neue Möglichkeiten eröffnen. 03 PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Schaeffler verfügt als Automobil- und Industriezulieferer über höchste Fertigungskompetenz, diverse Großserien- Technologien und umfassendes Experten-Know-how. Dieses Potenzial nutzt das Unternehmen für die Entwicklung neuer Robotik-Lösungen. Zur Motivation von Schaeffler erklärt Ralf Moseberg, Leiter Geschäftsbereich Industrial Automation: „Ziel unserer Leichtbaurobotik-Aktivitäten ist es, Leichtbauroboter und Cobots präziser, zuverlässiger und damit leistungsfähiger zu machen. Wir erschließen den Herstellern neue Möglichkeiten in der Gelenkarmgestaltung, sodass höhere Traglasten und größere Arbeitsbereiche realisiert werden können.“ Die vorgestellten Lösungen fü r die Leichtbaurobotik sind, wie der Geschäftsbereichsleiter betont, echte Neuentwicklungen und nicht nur Adaptionen bereits vorhandener Lö sungen. Autor: Dipl.-Ing. Nicolai Hämmerle, Leiter Strategisches Geschäftsfeld Robotik, Schaeffler Technologies AG & Co. KG, Schweinfurt NEUE LAGERBAUART Stand der Technik in Gelenkarmen von Leichtbaurobotern sind heute Kreuzrollenlager, die Schaeffler ebenfalls im Portfolio hat. Das Design der Kreuzrollenlager ist jedoch hinsichtlich der Kippsteifigkeit ausgereizt und signifikante Fortschritte waren nur anhand eines neuen Entwicklungsansatzes möglich. Als Wälzkörper wählte Schaeffler die Nadelrolle und entwickelte ein zweireihiges Schrägnadellager. Das käfiggeführte Nadellager ist eine der wichtigsten Innovationen in der Unternehmensgeschichte des Automobil- und Industriezulieferers. Die Erfindung des ersten käfiggeführten Nadellagers geht auf Dr.-Ing. E.h. Georg Schaeffler zurück. Vor über 70 Jahren startete die Serienproduktion für die Automobilindustrie und bis heute hat Schaeffler über 100 Milliarden Nadellager verkauft. Zurück zur Robotik: Um den Herstellern die Umstellung ihrer bestehenden Roboterserien auf die neue Lagerbauart so einfach und kostengünstig wie möglich zu gestalten, verfügen die Schrä gnadellager XZU ü ber die gleiche Außengeometrie wie die Kreuzrollenlager und sind mit diesen 1:1 austauschbar. Umkonstruktionen entfallen somit gänzlich. Interessant ist das Innenleben der Lager. Sie verfügen nämlich über zwei getrennte Lauf- 12 DER KONSTRUKTEUR 2021 / ASB www.derkonstrukteur.de

01 Der Wechsel vom Kreuzrollenlager auf das neue XZU-Lager erlaubt höhere Traglasten und längere Gelenkarme 02 Mit dem Präzisionswellgetriebe von Schaeffler arbeiten Cobots dynamischer und präziser und können in Anwendungsgebieten zum Einsatz kommen, die sowohl höhere Geschwindigkeiten, Präzision und Reinheitsklassen als auch gesteigerte Traglasten verlangen 03 Neu in der Robotik: Axialfluss-Maschinen mit Spulen in PCB-Bauweise; eine besonders hohe Drehmomentdichte zeichnet die neuen UPRS-Motoren von Schaeffler aus Shift to bahnen und somit über einen die Kippsteifigkeit steigernden Stützabstand. Im Vergleich zu Kreuzrollenlagern sind die XZU-Lager um ca. 30 % kippsteifer. Ein weiterer Vorteil gegenüber den Kreuzrollenlagern besteht in ihrem günstigeren tribologischen Verhalten. Durch die Käfige werden die Wälzkörper voneinander getrennt, die Reibung wird um bis zu 20 % reduziert und es steht mehr Raum für den notwendigen Schmierstoff zu Verfügung. Der von Kreuzrollenlagern bekannte Squeeze-Effekt – das Herausdrücken des Schmierstoffs aus der Laufbahn vor allem bei Drehrichtungsänderung – wird dank der käfiggeführten Wälzkörper betriebssicher vermieden. Leckagen und die Kontamination durch austretenden Schmierstoff werden so wirkungsvoll verhindert. PRÄZISIONSWELLGETRIEBE Wellgetriebe sind die bevorzugte und bewährte Getriebegattung in der Leichtbaurobotik. Mit dem besonders steifen Schrägnadellager XZU am Abtrieb entwickelte Schaeffler die neue DuraWave-Wellgetriebe-Baureihe RTWH. Die Getriebe zeichnen sich durch eine hohe Kipp- und Torsionssteifigkeit sowie Positioniergenauigkeit aus. Eine speziell an die Kinematik des Flexspline angepasste Zahngeometrie führt zu einer DER BESONDERS HOHE KUPFER- FÜLLFAKTOR DES MOTORS ERMÖGLICHT EINE SEHR GROSSE DREHMOMENTDICHTE sehr gleichmäßigen Lastverteilung auf die Verzahnung sowie zu einem optimalen Zahneingriff. Dies ermöglicht die Übertragung besonders großer Nennmomente und eine außergewöhnlich hohe Lebensdauer der Getriebe. Schaeffler bietet die neuen DuraWave-Getriebe RTWH derzeit in den Baugrößen von 14, 17, 25 und 32 an. Weitere Baugrößen befinden sich in Entwicklung und das Portfolio wird kontinuierlich erweitert. Die Baureihe deckt Übersetzungen von 100 bis 160 und Drehmomente von 25 bis knapp 900 Nm ab. Das Dura- Wave-Getriebe kann bei Bedarf in Wellendesign und Anschlussgeometrie dem Kundenwunsch entsprechend angepasst werden. Xtreme Drehmomente Xtreme Präzision Xtreme Leistungsdichte Das neue XP + HIGH TORQUE WITTENSTEIN alpha – intelligente Antriebssysteme www.wittenstein-alpha.de NEUE MOTORENGATTUNG Auch bei den Motoren ging Schaeffler eigene Wege. Die Motoren der Baureihe UPRS von Schaeffler sind rahmenlos und als Axialfluss-Maschinen ausgeführt: beidseitig neben dem sehr kurzbauenden Rotor sind die Spulen in PCB-Bauweise (Printed

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