Nabtesco: Präzisionsgetriebe Genau positionieren, zuverlässig prüfen

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Balance Drive AG

Nabtesco Precision Europe GmbH

Walter Meier (Fertigungslösungen) AG

SGT Sinterform-Gleitlager-Technik AG

Die Walter + Bai AG, Löhningen, Hersteller von Materialprüfmaschinen, stattet ihre elektromechanischen Zentralspindel-Prüfmaschinen LFMZ mit Präzisionsgetrieben von Nabtesco aus. Technologiepartner ist die Balance Drive AG, Schmitten.

Mechanische Prüfungen spielen eine wichtige Rolle in der Industrie und in der Forschung zum Prüfen von Festigkeiten. Geprüft werden Bauteile im Automobilbau, in der Luft- und Raumfahrt, in der Kunststoff- und Gummiverarbeitung sowie in der Bauindustrie. Überwiegend nutzen Industriebetriebe, Institute und Ingenieurbüros Zug- und Druckprüfmaschinen. Bei diesen tragen Zykloidgetriebe zu einem spielfreien Antriebsstrang bei kompakter Bauweise bei.

Bei kurzen Wegen genau regeln

Elektromechanische Zentralspindel-Prüfmaschinen der Baureihe LFMZ sind vor allem für Slow-Strain-Tests, zum Kalibrieren von Zug- und Druck-Kraftaufnehmern sowie für wirtschaftliche Zug-, Druck-, Schwell- und Wechsellastversuche bei geschlossenem Regelkreis konzipiert. Sie werden unter anderem für Creep & Relaxation, LCF (Low-Cycle Fatigue), TMF (Thermo-Mechanical Fatigue) und für allgemeine statische und quasi-dynamische zyklische Prüfungen bei niedrigen Geschwindigkeiten und kleinen Dehnungsraten eingesetzt.

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Prüfmaschinen LFMZ sind mit einem spielfreien, mehrfach gelagerten Zentralspindelantrieb ausgerüstet. Das Spindelsystem ist komplett in Öl gelagert. Das reduziert die Reibung und verlängert die Lebensdauer der Spindel. Durch die mittige Anordnung des Spindelantriebs befinden sich die Komponenten Antrieb, Probe und Kraftaufnehmer in einer Linie. Das vermeidet Querkräfte und somit Biegespannungen auf die Probe. Somit lassen sich Zug- und Druckkräfte auch bei kleinen Dehnungsraten hochgenau regeln.

Kompakte Präzisionsgetriebe

Im Vergleich zu servohydraulischer Prüftechnik bieten elektromechanische Systeme zahlreiche Vorteile. So kann durch den Verzicht auf eine Hydraulikversorgung nicht nur kompakter und platzsparender gebaut werden, Prüfmaschinen mit elektromechanischem Zentralspindelantrieb ermöglichen auch eine signifikante Reduzierung der Betriebskosten.

Zur Ausführung mit Getrieben von Nabtesco erläutert Patrick Roth, Leiter Technisches Büro bei Walter + Bai AG: «Seit 2019 verbauen wir im Antriebssystem der LFMZ-Serie ausschliesslich Zykloidgetriebe von Nabtesco. Dank ihrer hohen Präzision und Leistungsdichte ermöglichen sie ein hochgenaues Regeln von kleinsten Probendehnungen oder Spindelbewegungen. Das geringe Massenträgheitsmoment erlaubt zudem hohe Drehzahlen sowie höchste Beschleunigungen und Verzögerungen – und das alles bei einer sehr kompakten Bauweise. Auch die kurzen Lieferzeiten, das hervorragende Preis-Leistungs-Verhältnis sowie die Möglichkeit, Standardgetriebe zu nutzen, haben uns überzeugt. Mit der Präzision, Performance, Handhabung und Zuverlässigkeit der Getriebe sind wir sehr zufrieden. Balance Drive und Nabtesco sind auf jeden Fall Lieferanten, die wir bei Neuentwicklungen oder anderen Projekten, die eine leistungsstarke Getriebelösung erfordern, immer im Kopf haben.»

Recherchen im Internet haben die Ingenieure von Walter + Bai zu den Produkten des Düsseldorfer Präzisionsgetriebespezialisten geführt. Anfrage und Realisierung erfolgten über den Schweizer Nabtesco-Händler Balance Drive AG.

Qualifizierter Entwicklungspartner in der Schweiz

Die Balance Drive AG ist im schweizerischen Kanton Freiburg beheimatet (Firmensitz in Schmitten, Montage und Fertigung in Murten) und hat sich auf die Entwicklung, Konstruktion und Fertigung innovativer Antriebslösungen spezialisiert. Das Unternehmen verfügt über eine einzigartige Getriebekompetenz, jahrzehntelange Erfahrung, eine hervorragende technische Ausstattung sowie umfangreiche Mess- und Prüfmöglichkeiten und geniesst weltweit einen exzellenten Ruf als Lieferant und Entwicklungspartner der Hightech-Industrie.

Das Produktportfolio des Getriebe- und Verzahnungsexperten umfasst neben Zykloidgetrieben auch Wellgetriebe, Grossgetriebe, Servogetriebe, Planetengetriebe, Schneckengetriebe, Standardgetriebe, Elektromotoren sowie die selbst entwickelten Kronenradgetriebe der Baureihe Royal. Alle Getriebe werden mit aktuellen Berechnungs- und Simulationstools exakt auf die individuelle Applikation ausgelegt.

Auch Walter + Bai profitierte vom umfassenden Portfolio und der Expertise. So hat Balance Drive für einige der Zykloidgetriebe eine Planetengetriebe-Vorstufe ausgelegt und montiert. Für mehrere Anwendungen wurde zudem ein Flansch mit Wellenende zum Verbinden der Abtriebsseite mit der Spindel realisiert. Zunächst hatte man Getriebe der Baureihe RH-N von Nabtesco eingesetzt. Inzwischen statten die Maschinenbauer ihre Zug-Druck-Prüfmaschinen auf Empfehlung von Balance Drive mit innovativen Getrieben der Baureihe Neco aus.

Modulare Zykloidgetriebe

Diese modularen Getriebesysteme vereinen hoch spezialisiertes Robotik-Know-how mit hervorragender Usability. Die kompakten Vollwellengetriebe zeichnen sich durch eine hohe Dynamik und Präzision (Hystereseverlust kleiner 0,5 arcmin, reines Verdrehspiel 0,1 bis 0,2 arcmin) sowie einen geringen Verschleiss über die gesamte Lebensdauer aus und sind dank doppelt gelagerter Exzenterwellen sowie der gelagerten Antriebswelle extrem robust. Das zweistufige Untersetzungsprinzip der Zykloidgetriebe reduziert die Vibrationen sowie die Massenträgheit. Der fast vollständige Kontakt und die gleichmässige Kraftverteilung innerhalb des Getriebes ermöglichen zudem eine hohe Belastung bei kleinem Spiel (bis zu 500 Prozent des Nenndrehmoments). Aufgrund ihrer kompakten Bauweise ermöglichen diese Zykloidgetriebe den Bau kleinerer Maschinen und Anlagen. Das vermindert den Verbrauch an Energie und Ressourcen.

Spezifisch anpassen

Die Zykloidgetriebe von Nabtesco werden einbaufertig bereitgestellt. Sie lassen sich dank Plug-and-Play-Prinzip schnell in Antriebsstränge integrieren. Durch das Prinzip mit Radialklemmring und gelagertem Eingangsritzel entfällt das Ausrichten des Antriebsritzels. Dadurch verringert sich deutlich der Montageaufwand für Motoren. Es sind lediglich Getriebe und Motor zusammenzubringen und der Radialklemmring zu spannen. Die Anzahl der Schnittstellen ist auf ein Minimum reduziert. Statt jeden Motortyp über ein eigenes Interface anzubinden, sorgt ein flexibles System mit modularen Hülsen und Flanschen für eine einfache Adaption üblicher Servomotoren. Das gewährleistet ein Maximum an Flexibilität, eine einfachere Konfiguration, eine schnellere Montage sowie kürzere Lieferzeiten.

Das auf Getriebe spezialisierte Unternehmen Balance Drive AG, Schmitten (gegründet im Jahr 2019 von Jürg Fürst, Stefan Schoen und Dr. Franz J. Joachim), ist autorisierter Partner von Nabtesco in der Schweiz. Die Experten sind qualifiziert, Zykloidgetriebe von Nabtesco um weitere Komponenten zu ergänzen und sie so exakt auf individuelle Applikationen anzupassen. Das betrifft beispielsweise zusätzliche Vorstufen, spezielle Modifikationen auf der Abtriebsseite, individuelle Fertigungsteile und besondere Befestigungen.

(kmu)

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