antriebstechnik it s time for tomorrow

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1 AIM.DE d antriebstechnik it s time for tomorrow ZEITLAUF GmbH antriebstechnik & Co KG Industriestraße 9 D Lauf a. d. Pegnitz Postfach D Lauf a. d. Pegnitz Tel. +49 (0) Fax +49 (0) info@zeitlauf.com

2 antriebstechnik it s time for tomorrow (W)hole in one Planetengetriebe Baukastensystem Performax

3 Performax : Der Meilenstein in der Getriebetechnik Planetengetriebe der Performax -Baureihe: Der Meilenstein in der Getriebetechnik! Erstmals findet ein innovatives zum Patent angemeldetes Konzept zum modularen Aufbau von Planetengetrieben Anwendung. Performax -Antriebe vereinen hohe Leistung und Laufruhe. Im Vergleich zu anderen ähnlich spezifizierten Konkurrenzprodukten bieten Performax -Getriebe eine sehr große Leistungsdichte und eine exzellente Laufruhe. Untersetzungen von bis zu 17:1 in einer Stufe ermöglichen den Einsatz von einstufigen Getrieben dort, wo Wettbewerbsprodukte bereits zweistufig ausgelegt werden müssen. 2

4 Planetengetriebe der Performax Baureihe in jeder Stufe Spitzenleistung Eingangsstufe Unser Performax -Getriebe ist optimal an die hohen Drehzahlen in der ersten Stufe angepasst! Zur Geräuschreduzierung sind sowohl Planetenräder als auch Hohlräder aus Kunststoff gefertigt, wobei das Hohlrad von einem Zink-Druckguss-Gehäuse aufgenommen wird. Diese Werkstoffe helfen, durch ihre guten Dämpfungseigenschaften Geräusch erzeugende Schwingungen zu minimieren. Zusätzlich können durch die Schrägverzahnung in der ersten Stufe bessere Eingriffsverhältnisse und damit höhere übertragbare Lasten realisiert werden. Außerdem ermöglicht die Schrägverzahnung einen gleichmäßigeren, fließenden Eingriff. Das bedeutet, dass nicht ein Zahn nach dem Anderen zum Eingriff kommt sondern, dass sich bereits, bevor ein Zahn aus dem kämmenden Zahnrad austritt, der nächste Zahn im Eingriff befindet. Die Bohrungen der Kunststoff-Planetenräder bedürfen in dieser Stufe aufgrund der Verwendung eines Gleitwerkstoffes keiner besonderen Lagerung. Die Radbohrungen werden dennoch zusätzlich durch Honen mit einem Kreuzschliff versehen, um eine optimale, lebenslange Schmierstoffeinbettung zu erzielen. Der modulare Aufbau der Performax -Antriebe ermöglicht die Verwendung dieser geräuschoptimierten Bauteile sowohl in der ersten Stufe mehrstufiger Getriebe als auch in einstufigen Getrieben. Zwischenstufe Die technische Auslegung der Zwischenstufe kommt in der Regel nur in dreistufigen Getrieben zum Tragen. Hier findet das Kunststoffhohlrad aus der Eingangsstufe wieder Verwendung, das hier erneut seine Geräuschvorteile ausspielen kann. Der erhöhten Drehmomentbelastung in dieser Stufe wird durch die Verwendung von schrägverzahnten Planetenrädern aus Kupfer-Zink-Legierungen Rechnung getragen. Entsprechend ihrer Beanspruchung innerhalb der Getriebestufe werden die Triebe (Sonnenräder) aus einsatzgehärtetem Stahl gefertigt. Zur Verschleißvermeidung im Bereich der Lagerung der Planetenräder sind diese mit eingepressten Nadellagern bestückt. Sie gewährleisten eine dauerhafte Führung der Räder auf den Nadeln aus gehärtetem Stahl. Abtriebsstufe Die letzte Stufe mehrstufiger Performax -Getriebe beinhaltet eine in das Zink-Planetengehäuse eingegossene Geradverzahnung. Das Werkzeug für diese Gussverzahnung wurde in mehreren Schritten optimal dem Schwindungsverhalten des Werkstoffes angepasst. Das Ergebnis ist eine Innenverzahnung überdurchschnittlicher Qualität, ähnlich einer spanend hergestellten Verzahnung. In der Abtriebsstufe der Performax -Getriebe liegen vorwiegend niedrige Drehzahlen bei großen Drehmomenten an. Beim Einsatz einer Schrägverzahnung in diesem Bereich entstünden, bedingt durch den Steigungswinkel, hohe Axialkräfte, die wiederum zu Reibung auf den Planflächen der Räder führen würden. Da diese Getriebestufe weniger geräuschkritisch, als viel mehr maßgeblich für die übertragbare Leistung ist, wurde die Abtriebsstufe voll auf Leistung ausgelegt: Triebe und Planetenräder aus einsatzgehärtetem Stahl. Wälzlagerung der Planetenräder auf den gehärteten Nadeln des Planetenträgers. 3

5 Performax : Der Name ist Programm! Untersetzungsreihen: Performax dreistufig zweistufig einstufig 3468, , ,25 918,00 650,25 486,00 344,25 270,00 204,00 150,00 102,00 72,25 54,00 38,25 30,00 21,25 17,00 9,00 5,00 3,18 Vergleichsprodukt I 1) dreistufig zweistufig einstufig Vergleichsprodukt D 2) dreistufig 512,00 400,00 307,54 236,09 195,26 181,24 168,84 149,90 139,13 129,62 123,97 115,07 107,20 99,50 95,17 92,70 78,71 71,16 68,06 58,85 50,89 45,56 34,97 28,93 26,85 25,01 22,20 19,20 18,26 15,88 13,73 6,75 5,18 4,28 3,70 512,00 400,00 Performax garantiert bei gleicher Anzahl an Getriebestufen die mit Abstand größte Untersetzungsdichte * * größtmögliche Untersetzungen bezogen auf Stufenzahl und Bauraum Performax bietet bei drei Getriebestufen, Untersetzungen von 3,18 : 1 bis 3468 : 1. Die höchste Untersetzung bei Vergleichsprodukten liegt bei 3-stufigem Getriebe lediglich bei max. 512 : 1. Die standardmäßig angebotenen Performax -Untersetzungen sind harmonisch gestuft und im Bereich der kleinen Untersetzungen bewusst feiner aufgegliedert. Doch damit nicht genug: Für Sonderapplikationen können im einstufigen Bereich insgesamt 20, für zweistufige Getriebe sogar 240 unterschiedliche Untersetzungen realisiert werden! Die Performax -Baureihe bietet hinsichtlich des abgedeckten Untersetzungsbereiches ein einzigartiges Spektrum: Kein vergleichbares Wettbewerbsprodukt kann in einer Stufe Untersetzungen von bis zu 17:1 realisieren für die meisten ist bei einer maximalen Untersetzung von 10:1 Schluss! Im Bereich der zweistufigen Getriebe reicht die Performax -Reihe bis hoch zu einer Untersetzung von i = 204:1. Dies übersteigt die Maximaluntersetzung der Wettbewerber um mehr als 190 %. 288,00 225,00 162,00 312,50 256,00 200,00 und das auf kleinstem Bauraum zweistufig 70,00 49,00 40,00 30,00 21,00 16,00 12,00 126,56 91,12 64,00 50,00 36,00 28,12 20,25 156,00 128,00 100,00 64,00 50,00 32,00 25, Wissen und Erfahrung aus beinahe 50 Jahren Getriebebau befähigen ZEITLAUF Motorwellenverzahnungen mit 3 Zähnen, in Sonderfällen auch mit nur einem Zahn, bei hervorragenden Laufeigenschaften einzusetzen. Deshalb können wir einstufige Getriebe mit besserem Wirkungsgrad und kleinerer Baulänge einsetzen, wo Wettbewerber ihr Getriebe bereits zweistufig auslegen müssen. einstufig 10,00 7,00 15,00 8,00 16,00 8,00 4,00 6,25 6,25 3,00 4,50 4,00 Quelle 1) Katalog: Firma IMS Gear GmbH Technomotive Ausgabe 04/2001 2) Katalog: Firma Dunker Motoren Alcatel Sel AG, Gleichstrommotoren Baureihe GR 4

6 Schallleistungsdiagramm 50,0 [db(a) re 1,00 pw] 48,2 db(a) *2) 40,0 41,2 db(a) *1) 30,0 20,0 Performax 10, k 2k 4k 8k A [Hz] Performax 52, i=54:1 im Leerlauf Messung nach DIN EN ISO 3744 und DIN EN ISO 1680 bei LGA QualiTest GmbH, Nürnberg *1) größter Schalldruckpegel bei Frequenz 2500 Hz *2) Schallleistungssummenpegel dies ergibt eine Planetengetriebebaureihe, mit einer herausragenden Leistungsdichte Die übertragbaren Leistungen pro Getriebeuntersetzung und Baugröße setzen Maßstäbe. Performax bietet die höchsten übertragbaren Drehmomente bezogen auf den benötigten Bauraum und die verwendeten Werkstoffe. Da die Verschraubung der Gehäuseteile radial erfolgt, kann die Hohlradverzahnung sehr groß ausgeführt und somit der Bauraum optimal genutzt werden. und bietet dabei einmalige Laufruhe Messungen bei einem zertifizierten Geräuschlabor bestätigen die hervorragende Laufruhe der Performax -Getriebe. Hier macht sich die optimale Untersetzungsstufung sowie die Verwendung von Kunststoff als Verzahnungswerkstoff in der ersten Stufe bezahlt. Der Schallleistungssummenpegel bei einem zweistufigen Performax 52 liegt im Leerlauf bei unter 48,2 db(a). Bei einem einstufigen Getriebe, mit höherer Abtriebsdrehzahl, ist der Schallleistungssummenpegel nahezu gleich dem zweistufigen. denn der Name ist Programm: Performax! 9

7 Abtriebswellen Standard 1: Passfedernut Eine der beiden standardmäßig verfügbaren Abtriebswellen der Performax -Getriebe sieht eine Drehmomentübertragung über eine Passfederverbindung (DIN 6885, Form A) vor. Die Wellen der jeweiligen Getriebebaugrößen sind hinsichtlich ihres Durchmessers, ihrer Länge und der Größe der Passfeder nicht nur auf optimale Festigkeit ausgelegt, sondern orientieren sich auch an den gängigsten Geometrien. Die Längen der Passfedern sind so dimensioniert, dass die abgegebenen Momente auch auf Naben aus weicheren Werkstoffen übertragen, bzw. dass schmälere Naben sowohl am Anfang wie am Ende der Welle angebracht werden können. Abtriebswellen mit Passfedernut werden einsatzgehärtet, um eine verschleißfeste Oberfläche bei guter Zähigkeit des Wellenkernes zu erzielen. Dadurch kann vermieden werden, dass die Wandungen der Passfedernuten aufgrund zu großer Sprödigkeit ausbrechen. Der Durchmesser der Abtriebswellen wird in der IT-Toleranzklasse h7 geschliffen. Standard 2: Mitnehmerfläche Die zweite standardmäßig erhältliche Abtriebswellengeometrie bietet die Möglichkeit der Drehmomentübertragung durch eine Mitnehmerfläche. Auch hier orientiert sich ZEITLAUF an den im Markt üblichen Dimensionen. Wellen mit Mitnehmerfläche werden aus Vergütungsstahl gefertigt und anschließend gehärtet. Dies garantiert eine verschleißfeste Oberfläche auch im Bereich der Fläche. Der Durchmesser dieser Abtriebswellen wird ebenfalls in der IT-Toleranzklasse h7 geschliffen. Sonderabtriebswellen Die Ausstattung der Getriebe mit Sonderabtriebswellen ist problemlos möglich: Nahezu alle kundenspezifischen Wünsche, wie beispielsweise Doppelfläche, Absätze, stirn- und umfangsseitige (Gewinde-) Bohrungen, Einstiche, Kegelsitze sowie Kerbverzahnungen oder auch der Anbau von beigestellten Komponenten, sind hierbei realisierbar. 5

8 Ein Ziel: Das optimale Getriebe Das Performax Baukastensystem: Aufgabenspezifisch, flexibel & modular, mit tausend Möglichkeiten Motorritzel Planetenräder erste Stufe Schrägverzahntes Sonnenrad zur Geräuschminimierung in der schnell drehenden ersten Getriebestufe Kunststoff-Planetenräder, schrägverzahnt, zur optimalen Geräuschdämpfung; Lagerbohrungen mit Kreuzschliff zur Schmierstoffeinbettung 6

9 Nadelhülsen und Lagernadeln Langlebige und verschleißarme Lagerung der Planetenräder durch Verwendung von Wälzlagern und gehärteten Lagernadeln Hohlrad erste und zweite Stufe Spritzgegossener Kunststoff-Hohlradring, universell einsetzbar, mit hervorragenden Dämpfungseigenschaften Abtriebswelle Einsatzgehärtete und geschliffene Abtriebswelle standardmäßig, wahlweise mit Passfedernut oder Mitnehmerfläche; Durchmessertoleranz: h7 Gleitlager / Kugellager Langlebiges Gleitlager zur Aufnahme der Radialkräfte; langlebiges, gedichtetes Rillenkugellager zur Aufnahme von Radial- und Axialkräften Planetenräder zweite Stufe Schrägverzahnte Planetenräder aus Kupfer-Zink-Legierung garantieren Laufruhe bei gesteigerter Festigkeit Planetengehäuse Optimiertes Zink-Druckguss-Gehäuse mit gegossener Innenverzahnung: Geräuschdämpfung durch hohe Duktilität des Werkstoffes Trieb zweite Stufe Trieb (Sonnenrad) der zweiten Stufe aus einsatzgehärtetem Stahl Planetenräder dritte Stufe Geradverzahnte Planetenräder aus einsatzgehärtetem Stahl zur Übertragung hoher Lasten Hohlradträger Hohlradträger aus Zink-Druckguss; dient zur Aufnahme des Hohlrades sowie als Abstandsring bei Klemm- oder Kleberitzelanbau Trieb dritte Stufe Einsatzgehärteter Trieb (Sonnenrad) der dritten Stufe Vermeidung von Axialkräften durch Verwendung einer Geradverzahnung 7

10 Anbaumöglichkeiten Direktanbau In der Regel werden Performax -Antriebe von uns als komplette Motor-Getriebe-Einheit angeboten. Die Verzahnung des Sonnenrades (Ritzels) der ersten Stufe wird hierbei direkt in die Motorwelle gefräst. Auf diese Weise kann die Baulänge der Getriebe möglichst kurz gehalten werden. Zudem gewährleistet die direktverzahnte Motorwelle eine ideale Rundlaufqualität der sonst geräuschkritischen Sonnenradverzahnung der ersten Stufe. Soll ein Motor mit verzahnter Motorwelle eingesetzt werden, muss die Motorwelle vor dem Aufbau des Motors bei ZEITLAUF bestellt oder seitens des Motorherstellers zum Verzahnen beigestellt werden. Dies ist in der Regel bei nahezu allen Motorherstellern möglich, benötigt jedoch einen gewissen Vorlauf. Anbau mit Kleberitzel Zum Getriebeanbau an einen vom Kunden direkt beigestellten (bereits fertig aufgebauten) Motor bietet ZEITLAUF die Möglichkeit des Anbaus unter Verwendung eines Kleberitzels. Die Verwendung eines speziellen Klebstoffs zur hochfesten Verbindung von metallischen Bauteilen garantiert dauerhaft die Übertragung des Motormomentes in die erste Getriebestufe. Durch vergleichsweise enge Toleranzen im Bereich dieser Fügestelle werden gute Rundlaufeigenschaften erreicht. Der Motoranbau unter Verwendung eines Kleberitzels muss aufgrund des technisch sehr anspruchsvollen Klebeprozesses im Hause ZEITLAUF erfolgen. Nur unter der Bedingung der exakten Einhaltung der Prozessparameter beim Kleben können wir die dauerfeste Verbindung sowie optimale Rundlaufeigenschaften garantieren. Die Baulänge der Getriebe erhöht sich mit dieser Verbindungsart um die Breite einer Getriebestufe: Ein einstufiges Getriebe besitzt somit die Baulänge eines zweistufigen, direkt angebauten Getriebes. Steckritzelverbindung Um Kunden die Möglichkeit zu bieten Performax -Antriebe auch ohne die Beistellung von Motoren selbst anzubauen, sind die Getriebe dieser Baureihe auch mit Steckritzelverbindung lieferbar. Das Motorritzel wird hierbei mittels eines Klemmrings auf der Welle des Motors fixiert. Anschließend kann das Getriebe über einen passenden Zwischenflansch (hier bietet ZEITLAUF Flansche für alle gängigen Motorgrößen und -typen an) auf den Motor montiert werden. Besonders die Getriebemontage an Schrittmotoren soll mit dieser Anbauart ermöglicht werden. Zu diesem Zweck sind Flansche der Größen NEMA 17, 23 und 34 sowie Klemmritzel mit Zoll-Abmessungen verfügbar. Bezüglich der Baulänge gelten hier die selben Verhältnisse wie beim Anbau mit Kleberitzel: Die Getriebelänge erhöht sich um die Breite einer Getriebestufe. Bem.: Trägerscheiben aus Stahl sind nicht abgebildet 8

11 Performax 42 Performax 52 alternative Wellengeometrie auf Wunsch ± ± alternative Wellengeometrie auf Wunsch 3 25± ± ±0.5 Ø42 Ø25 h8 Ø8 h7 F R 25± Ø52 Ø32 h8 Ø12 h7 F R Ø8 h Passfeder DIN6885-A3x3x ±0.3 Ø12 h Passfeder DIN6885-A4x4x ±0.3 Z: Z Z TK-Ø ±0.3 Z: 78.5 ± TK-Ø36 4xM3 8 tief 4xM4 8 tief TK-Ø40 4xM5 8 tief 10

12 Performax : Für jede Aufgabe die richtige Größe und das optimale Material Performax ±0.5 45,8 ±0,3 19 alternative Wellengeometrie auf Wunsch ± Ø15 h7 F R Ø63 Ø15 h Ø40 h8 Passfeder DIN6885-A5x5x ±0,3 Z Z: 88.6 ±0,3 Optional können, ausgehend von den Standardgeometrien der Zeitlauf -Standardprogramm-Baukasten Ausführungen, alternative Werkstoffe für Sonnen-, Planeten- und Hohlrad sowie der Abtriebswelle verwendet werden. Je nach Anforderung lassen sich so Optimierungen hinsichtlich Laufruhe, Drehmoment oder Leistung einfach und wirtschaftlich realisieren. Kundenspezifische TK-Ø52 4xM5 10 tief Sonderlösungen können so schon ab Stückzahlen von Stück pro Jahr verwirklicht werden. Fragen Sie uns wir beraten Sie gerne! Mögliche Werkstoffkombinationen des Performax Baukastens Kunststoff (POM) Messing Stahl, ungehärtet Stahl, gehärtet Edelstahl Zink-Druckguss Sonnenrad Planetenrad Hohlrad Sonnenrad Planetenrad Hohlrad Sonnenrad Planetenrad Hohlrad Abtriebswelle Gehäuse mögliche Werkstoffe Werkstoffe, im Standardprogramm Baukasten verwendet 11