Optimierte Servo-Planetengetriebe: der Systemgedanke zählt
Planetengetriebe Optimierte Servo-Planetengetriebe: der Systemgedanke zählt
15.07.2020 Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein
Die neuen Servo-Planetengetriebe von Stöber Antriebstechnik lassen sich an sämtliche Stöber-Motoren ohne Adapter direkt anbauen. Wie die Getriebe-Baureihe entstanden ist, lesen Sie hier.
Stöber Antriebstechnik GmbH & Co. KG Oswald Elektromotoren GmbH
FAULHABER Antriebssysteme
Die Baureihen PH und P der Stöber-Planetengetriebe eignen sich für kompakte Getriebemotoren im Direktanbau.
(Bild: Stöber Antriebstechnik GmbH + Co. KG)
Was bei der Entwicklung der neuesten Generation an Servo-Planetengetriebemotoren ganz oben auf der Liste stand, beschreibt Artur Wagner, Bereichsleiter Entwicklung Getriebe und Motoren bei Stöber Antriebstechnik: „Kompaktheit und Performance kombiniert mit einem neuen Design.“ Zudem hätten Konstrukteure bei der Auslegung dieser neuen Baureihe alle Möglichkeiten, um die exakt passende Antriebslösung für jeden Anwendungsfall zusammenzustellen. „Der Anwender profitiert von kleinerem Bauraum, geringerem Gewicht, einem großen Drehmoment und daraus resultierend von einer um bis zu 65 % gesteigerten Leistungsdichte“, erklärt Wagner. Im November 2019 hat Stöber die neue Generation das erste Mal dem Fachpublikum präsentiert.
Mechatronische Antriebstechnik
Effizientes Antriebssystem optimal konstruieren
System aus Getriebe, Motor, Elektronik und Kabeln
Bei Stöber erhält der Kunde bei Bedarf die komplette Automatisierungslösung aus Getriebe, Motor, Elektronik und den Kabeln – egal in welcher Kombination. „Notwendige Disziplinen greifen bei uns wie präzise Zahnräder ineinander“, beschreibt Geschäftsführer Patrick Stöber. „Wir kaufen keine Komponenten dazu. Damit müssen wir uns auch nicht an­passen. Entscheidend ist der Systemgedanke, mit dem die Ingenieure Hand in Hand arbeiten – von der Getriebe- über die Motoren- bis zur Elektronikentwicklung.“ Wichtig sei die Kommunikation miteinander, denn nur so komme ein rundes Gesamtpaket zustande, ist der Geschäftsführer überzeugt.
Der Kopf hinter der Entwicklung der neuen Generation an Servo-Planetengetriebemotoren ist Artur Wagner mit seinem Team. Der studierte Maschinenbauer ist schon seit fast 28 Jahren im Unternehmen und war auch an der Entwicklung der zweiten Generation maßgeblich beteiligt – das ist knapp 16 Jahre her. „Wir waren bereits in den 1990er-Jahren der erste Hersteller auf dem Markt, der Servo-Planetengetriebe mit einer geräuschoptimierten Schrägverzahnung anbot“, sagt er.
Getriebe-Design optimiert
Doch inzwischen befinden sich Wettbewerber technologisch auf einem ähnlichen Stand. In einem Punkt sogar darüber – in der Optik. „Das äußere Erscheinungsbild wird auf dem Markt immer wichtiger“, sagt Wagner. „Manche Getriebe von günstigeren Wettbewerbern wirkten damit hochwertiger als unsere Lösung, obwohl sie es nicht waren.“ Stöber hat bei der neuen Generation also auch das Design optimiert. Die Konturen verlaufen fließender und die Oberflächenstruktur ist glatter. So wurden beispielsweise Kunststoffstopfen im Motoranschlussflansch durch versenkte Verschlussschrauben ersetzt. „Jetzt passt das Aussehen auch zu den inneren Werten der Getriebe“, sagt Wagner.
Dazu gehört unter anderem das geringere Massenträgheitsmoment durch den Wegfall des Motoradapters. Damit lässt sich die volle Dynamik des Antriebs nutzen. Die neue Generation soll zudem durch sehr hohe Drehspielstabilität und Robustheit punkten.
Anwender profitieren laut Hersteller von um 60 % erhöhten Beschleunigungsmomenten, einer Drehzahlerhöhung von 45 % sowie einer Steigerung der Verdrehsteifigkeit von bis zu 50 %. „Grund hierfür ist unter anderem die Verzahnung. Sie bildet das Herzstück des Getriebes“, beschreibt Wagner. „In der neuen Generation haben wir die Verzahnung für das jeweils erforderliche Moment optimiert.“
Wie Planetengetriebe funktionieren
Stöber-Motoren ohne Adapter direkt anbauen
An die Planetengetriebe lassen sich sämtliche Stöber- Motoren wie die Baureihen EZ oder die encoderlosen Lean-Motoren – in jeder Größe – ohne Adapter direkt anbauen. Für die Anbindung von Third-Party-Motoren bietet der Antriebsspezialist eine spezielle Schnittstellentechnologie: Die Stöber-Motoradapter sind mit unterschiedlichen Kupplungen sowie in der Servostop-Variante mit einer integrierten Bremse erhältlich; darüber hinaus können die Adapter mit Standard- oder spielreduzierten Getrieben kombiniert werden. Insbesondere die Large-Ausführung der Adapter mit extra großer Motorplatte ermöglicht die Anbindung der kompaktesten Getriebe an Motoren sehr großer Bauformen – laut Stöber ein Alleinstellungsmerkmal auf dem Markt.
Zudem kann abhängig von der Applikation die passende Lagerung aus Rillenkugel-, Zylinderrollen- oder Schräglager gewählt werden. Diese reibungsoptimierten Lagerungen sollen generell höhere Drehzahlen ermöglichen.
Anwendertreff mechatronische Antriebstechnik
Im Fokus des Anwendertreffs mechatronische Antriebstechnik stehen die mechanischen Komponenten Getriebe, Kupplungen und Bremsen sowie deren Auslegung, Dimensionierung und Zusammenspiel im mechatronischen Gesamtsystem.
Enorme Variantenvielfalt für den Konstrukteur
Mit dieser enormen Variantenvielfalt will Stöber Konstrukteuren alle Möglichkeiten bei der Auslegung bieten, um die exakt passende Antriebslösung für jeden Anwendungsfall zusammenzustellen. Ein kleinerer Motor, um den Wirkungsgrad zu optimieren? Dazu passt vielleicht auch ein kleinerer Antriebsregler – was zusätzlich die Kosten senkt.
„Dazu kommt das erweiterte elektronische Typenschild, das die Inbetriebnahme per Plug-and-play an die zugehörigen Antriebsregler vereinfacht“, beschreibt Artur Wagner. „Die Getriebemotoren werden somit eindeutig identifiziert. Eine aufwändige, fehleranfällige Parametrierung entfällt, wodurch sich die Systemkonfiguration deutlich verkürzt.“
Bei der Entwicklung gab es auch Herausforderungen. „Im Vergleich zur Vorgängerversion wollten wir die Performance verbessern und die Komponenten deutlich kompakter bauen. Dabei sollten aber unter keinen Umständen die Kosten steigen“, berichtet Wagner. Diesen Spagat konnte er mit seinem Team mithilfe neuer Fertigungstechnologien meistern. Eine weitere Herausforderung war: „Wir wollten generell die Anzahl unserer Baukastenteile reduzieren“, sagt Artur Wagner. Gelungen sei ihm dies durch ein konsequentes Variantenmanagement und einheitliche Schnittstellen.
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