Hohe Drehzahl oder hohes Drehmoment? Beides!

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1 Seite 1/6, 03. Februar 2015 Hohe Drehzahl oder hohes Drehmoment? Beides! Lösung für hochdrehende Werkzeugmaschinenantriebe Schaltung ermöglicht Kraftfluss je nach Gangschaltung Temperaturentwicklung und Geräuschemissionen gesenkt Anstelle von bisher zwei Maschinen die eine für eine höhere Drehzahl, die andere für ein hohes Drehmoment ist jetzt das Bearbeitungsspektrum mit nur einer Maschine darstellbar. Der Einsatz neuartiger Getriebe macht es möglich. Daraus ergeben sich weitere Vorteile für eine nachhaltige Produktion. Wir sind uns einig: Die Auslastung von Werkzeugmaschinen muss sehr hoch sein. Um das klassische Dilemma von hohen Drehzahlen bei vermindertem Drehmoment und umgekehrt in den Griff zu bekommen, haben Werkzeugmaschinenhersteller bisher die Anwendungsbandbreite und das Auslastungspotenzial ihrer Maschinen durch eine größere Spreizung zwischen Drehmoment und Drehzahl verbessert. Zudem werden die Taktzeiten durch den Einsatz von hochdynamischen Synchronmotoren verkürzt bei gleichzeitig besseren Schwingwerten und geringeren Temperaturen. Um die Maschinenauslastung zu optimieren und den Konflikt aus der Forderung nach hoher Drehzahl einerseits und hohem Drehmoment andererseits zu lösen, wurde im Geschäftsfeld Sonder-Antriebstechnik der die Zweigang- Schaltgetriebe 2K-DUOPLAN-HS und 2K-DUOPLAN-HWG für ACund DC-Hauptspindelantriebe entwickelt. Sie kommen in hochdrehenden Werkzeugmaschinenantrieben für High-Speed- Cutting (HSC) und in RAM-Einbauten zum Einsatz. Die Getriebe stellen hohe Drehmomente bereit und zeichnen sich durch hohe Laufruhe bei geringeren Temperaturen und Schwingwerten (< 1mm/s) bei hohen Drehzahlen aus. Der Planetentrieb wird nur dann zugeschaltet, wenn er auch benötigt

2 Seite 2/6, 03. Februar 2015 wird. Somit sind die drehenden Massen (2K150 HS 63 kgcm²) im Direktgang auf das Geringste reduziert. Durch die unterschiedlichen Einbaulagen können die Getriebe z.b. für Drehmaschinen (horizontal B5) oder Bearbeitungszentren (vertikal V1) verwendet werden. Zusätzlich wird das Getriebe in den verschiedensten Anlagen eingesetzt, in denen eine Erhöhung der Drehmomente bzw. Reduzierung der Drehzahlen erforderlich ist. Die Getriebe haben einen koaxialen Abtrieb für den direkten Anbau an die Spindel. Eine integrierte, drehelastischer Klauen- Kupplung überträgt das Drehmoment zur Spindel überträgt. Kühlflüssigkeiten, Emulsionen, Öle oder Luft werden durch eine Hohlwelle geleitet. Zu den weiteren Merkmalen der Zweigang-Schaltgetriebe zählen der geringere Platzbedarf durch Planetenbauweise sowie der direkte Anbau an alle AC-, DC- und Norm-Motoren in Flanschbauform. Desweiteren zeichnen sich das autarke Getriebe mit zwei elektro-magnetischen Getriebeschaltungen für Antriebund Abtriebsseite mit verschleißfreier Endlagenüberwachung. Es wird keine Abdichtung an der Motorseite benötigt. Geringes Verdrehspiel, hoher Wirkungsgrad und einfache Montage sind weitere Merkmale. Eine kurze Betrachtung der konventionellen Anwendungen soll die Entscheidung zur Entwicklung eines neuen Getriebestandards in der Werkzeugmaschinenanwendung verdeutlichen. Werkzeugmaschinengetriebe mit platzsparendem Planetentrieb zur Drehmomentsteigerung sind durch ihre zentrische Bauweise generell auch für hohe Drehzahlen geeignet. Jedoch beschränken die bisher angewandten Konstruktionen von Zweiganggetrieben die hohen Drehzahlen, da im Direktgang i=1:1 (Gangstufe 2; Motordrehzahl = Getriebeabtriebsdrehzahl) der komplette Planetentrieb mit Sonnenrad, Planetenräder und -träger und Hohlrad angetrieben werden, obwohl eigentlich dieser nur für die Übersetzung (Gangstellung 1) benötigt wird. Ein deutlicher Unterschied zu den hier vorgestellten Getrieben. Durch die hohen Rotationsmassen werden die Schwingwerte nachteilig beeinflusst.

3 Seite 3/6, 03. Februar 2015 Zudem verlängern sich die Beschleunigungszeiten bis zur Maximaldrehzahl. Zum Übertragen von hohen Drehmomenten in Übersetzung sind große Durchmesser am Abtrieb erforderlich, was einerseits die Rotationsmassen vergrößert und große Dichtdurchmesser bedingt. Dies wirkt sich nachteilig auf die Getriebetemperatur aus, da die Reibleistung mit Durchmesser und Drehzahl überproportional steigt. Als markantes Merkmal dient die Primär- und Sekundärschaltung, um den Kraftfluss je nach Gangstellung zu steuern. In Werkzeugmaschinen sind die Schwingwerte für die Oberflächen und die Temperaturen für die Genauigkeit der zu bearbeitenden Teile maßgeblich verantwortlich und damit entscheidend für die Qualität. Die Verwendung von Riemen bei hohen Drehzahlen ist technisch und wirtschaftlich kaum realisierbar, auch gesetzlich vorgeschriebene Geräuschemissionswerte sind nicht einzuhalten. Einzigst ein direkter Anbau des Getriebes an die Spindel (INLINE) ist möglich, wobei Kühlflüssigkeiten, Emulsionen, Ölen oder Luft durch eine Hohlwelle durch das Getriebe (HWG) geleitet werden. Durch den Einsatz von 2K-DUOPLAN-HS und 2K-DUOPLAN- HWG ist es nun möglich, den Einsatzbereich von Werkzeugmaschinen flexibler zu gestalten: An Stelle von bisher zwei Maschinen, die eine für höhere Drehzahl, die andere für hohes Drehmoment ist jetzt das genannte Bearbeitungsspektrum mit nur einer Maschine darstellbar. Daraus ergeben sich weitere Vorteile für eine nachhaltige Produktion: Durch die Verwendung von Getrieben in der Werkzeugmaschine ist der ressourcenschonende Einsatz von kleineren Motoren möglich während geringere drehende Massen die Taktzeiten verkürzen. Durch die Zusammenfassung unterschiedlicher Arbeitsprozesse in nur einer Maschine wird auch weniger Platz benötigt. Die Gefahr von Rüst- und Spannfehlern wird deutlich reduziert, während gleichzeitig die Vielseitigkeit, Auslastung und der Nutzungsgrad der Werkzeugmaschine erhöht wird. Weiterer Vorteil ist die geringere Temperaturentwicklung im Getriebe, die wiederum die

4 Seite 4/6, 03. Februar 2015 installierte Kühlleistung der Maschine reduziert. Da keine Riemen in der Maschine verwendet werden, wird auch die Geräusch- Emission verringert. Last not least kann der Ausbildungsaufwand für das Bedienpersonal auf nur eine Maschine konzentriert werden und auch die Felderfahrung bleibt auf eine Maschine beschränkt.

5 Seite 5/6, 03. Februar 2015 Pressekontakt: Georg Ehling, Leiter Marketing und Geschäftsentwicklung, Tel , ZF ist ein weltweit führender Technologiekonzern in der Antriebs- und Fahrwerktechnik mit 122 Produktionsgesellschaften in 26 Ländern. Der Konzern wird im Jahr 2014 mit rund Mitarbeitern einen Umsatz von mehr als 18 Milliarden Euro erzielen. Um auch künftig mit innovativen Produkten erfolgreich zu sein, investiert ZF jährlich rund fünf Prozent des Umsatzes (2014: etwa 890 Millionen Euro) in Forschung und Entwicklung. Auf der Rangliste der Automobilzulieferer ist ZF unter den zehn größten Unternehmen weltweit. In der bündelt ZF seine Aktivitäten für Anwendungen abseits der Straße. Dazu zählen die Entwicklung und Produktion von Getrieben sowie Achsen für Land- und Baumaschinen ebenso wie die Antriebstechnik für Stapler, Schienen- und Sonderfahrzeuge. Die Division verantwortet auch das weltweite Geschäft in der Marine- und Luftfahrt-Antriebstechnik sowie die Entwicklung und Produktion von Getrieben für Windkraftanlagen. Ebenfalls zum Portfolio der Division zählen Prüfsysteme für die verschiedensten Anwendungen in der Antriebs- und Fahrwerktechnik. Das Unternehmen feiert im Jahr 2015 sein hundertjähriges Bestehen. ZF wurde 1915 in Friedrichshafen als Zahnradfabrik GmbH unter anderem von der Luftschiffbau Zeppelin GmbH gegründet und war in den Anfangsjahren mit der Entwicklung, Erprobung und Herstellung von Getrieben für Luftfahrzeuge befasst. Nach 1919 verlagerte sich der Schwerpunkt des Unternehmens unter seinem ersten Geschäftsführer und späteren Vorstand und Firmenlenker Alfred Graf von Soden-Fraunhofen in Richtung Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie. Hier etablierte sich das Unternehmen mit zahlreichen Patenten für innovative Getriebetechnik nachhaltig als wichtiger Technologiezulieferer. Die Gründung des ersten Standorts außerhalb Europas im Jahr 1958 in Brasilien läutete eine bis heute anhaltende Internationalisierung ein, zugleich erweiterte ZF kontinuierlich das Kompetenzspektrum auch durch Zukäufe. So erwarb ZF 1984 die Anteilsmehrheit an der Lemförder Metallwaren & Co. KG und baute damit das Produktportfolio in Richtung Fahrwerktechnik weiter aus. Im Jahr 2001 übernahm ZF die damalige Mannesmann Sachs AG und verstärkte die Wertschöpfungskette mit Antriebs- und Fahrwerkkomponenten nahm das Unternehmen den aktuellen Namen an. Heute gehören Produkte der Antriebs- und Fahrwerktechnik wie Getriebe, Antriebs- und Fahrwerkkomponenten sowie komplette Achssysteme und -module zum Produktprogramm. ZF-Produkte werden in Pkw, Nutzfahrzeugen, Bau- und Landmaschinen, Schienenfahrzeugen und Marineanwendungen eingesetzt. Weitere Standbeine hat das Unternehmen in der Windkraft sowie bei Elektronikkomponenten. Mit ZF Services verfügt der Konzern zudem über eine Organisation im internationalen Aftermarket. ZF erklärte im Jahr 2014, das US-

6 Seite 6/6, 03. Februar 2015 amerikanische Automobilzulieferunternehmen TRW zu übernehmen. Anteilseigner der sind mit 93,8 Prozent die Zeppelin- Stiftung, die von der Stadt Friedrichshafen verwaltet wird, sowie mit 6,2 Prozent die Dr. Jürgen und Irmgard Ulderup Stiftung, Lemförde. Mit dem Claim Motion and Mobility macht das Unternehmen seinen Markenkern deutlich: Seit den Anfangsjahren entwickelt und produziert ZF innovative Produkte für alle Menschen, die weltweit Dinge zuverlässig, komfortabel und sicher bewegen wollen sowie ein Höchstmaß an effizienter Mobilität erfahren möchten. Qualität, Technologieführerschaft und Innovationskraft prägen die Identität des Konzerns damals wie heute. Weitere Presseinformationen sowie Bildmaterial finden Sie unter: