Energieeffiziente Antriebstechnik

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1 Energieeffiziente Antriebstechnik Dr.-Ing. Jörg J Eidam Blatt 1 Standorte in Nördlingen Glashütter Straße 2-6 Seit 1945 Spanende Fertigung Technische Verwaltung und Vertrieb Fritz-Hopf-Straße Seit 1993 Montage Logistikcenter Spanende Vorfertigung Kaufmännische Verwaltung Blatt 2

2 Einzelkomponenten Kundengetriebe Standardgetriebe Blatt 3 SPN in Kürze Entwicklung und Herstellung von hochwertigen Getrieben, Zahnrädern und Zahnstangen und mechatronischer Antriebstechnik 300 Mitarbeiter, davon 27 Azubis DIN ISO 9001:2008 Projektierung, Auslegung, Berechnung, Konstruktion, Prototypen, Tests, Nullserie, Serie Blatt 4

3 Beispiele für Energieeffiziente Antriebstechnik 1. Zahnstangen 2. Low-Loss-Verzahnung 3. Planetengetriebe 4. Bewegungen Blatt 5 Zahnstangen Einsatz, wenn aus einer Rotationsbewegung (z. B. des Motors) eine translatorische Bewegung erzeugt wird Blatt 6

4 Zahnstangen Einsatz einer Zahnstange zum Beispiel an einem Portalrobotern Quelle: Blatt 7 Zahnstangen Verzahnungen bieten von Haus aus einen sehr guten Wirkungsgrad (>96%) Kein Schlupf! Blatt 8

5 Zahnstangen durch geschliffene Oberfläche -Oberflächengüte Ra 3,2µm zu 0,3µm -Bis zu 30% Verbesserung 25mm -Effizienzverbesserung Blatt 9 Low-Loss-Verzahnung Kunststoffzahnräder können trocken laufen Kunststoffzahnräder bieten Vorteile im Geräuschverhalten gegenüber Stahlzahnrädern Halbierung der Verluste beim Einsatz von Kunststoffverzahnungen Blatt 10

6 Low-Loss Loss-Verzahnung Evolventen-Verzahnung - Low-Loss-Verzahnung Blatt 11 Evolventen-Verzahnung - Low-Loss-Verzahnung Bild: Handtmann-Elteka Blatt 12

7 lastabhängige Verzahnungsverluste lastabhängige Lagerverluste lastunabhängige Verzahnungs- und Lagerverluste Blatt 13 Planetengetriebe Planetengetriebe: Wirkungsgrad >96% Ölgeschmiert für hohe Drehzahlen Blatt 14

8 Planetengetriebe im Schnitt: Ölgeschmiert für hohe Drehzahlen Blatt 15 Folge: Sehr gute Dichtung nötig Reibung! Bild Mitte und rechts: Simrit.de Blatt 16

9 Alternative: Berührungslose Dichtung (Labyrinth) und Fettschmierung Wirkungsgrad steigt von 96% auf 97% Rechenbeispiel: Bei 2000W: nicht 80W Verlust sondern nur 60W! Ersparnis: 175 KWh pro Jahr Blatt 17 Bewegungen ψ Mechatronische Antriebstechnik: Bewegungen werden im Speicher eines Servoantriebs als Software abgespeichert und können einfach geändert werden. QuelleCZsoft.de Blatt 18

10 Motorerwärmung als Folge der Bewegung Blatt 19 Verluste im elektrischen Antrieb P ein P ab Kupferverluste (Ohm sche Verluste) P v = I². R Mechanische Verluste (z.b. Reibung) Eisenverluste (Wirbelstrom) Blatt 20

11 Mathematische Grundlagen Parabel-Ast f(z)=2z 2 f (z)=4z f (z)=4 Parabel-Ast f(z)=1-2(z-1) 2 f (z)=-4(z-1) f (z)=-4 Blatt 21 Mathematische Grundlagen Blatt 22

12 Wirkung des Effektivwertes auf die Motorerwärmung Blatt 23 Energieeffiziente Antriebstechnik Bereits hoher Standard erreicht Weitere technisch Verbesserungen sind möglich Mithilfe und Wollen des Kunden sind wichtig Blatt 24

13 SPN Stark am Standort Bayern Investitionen in Forschung und Entwicklung Exzellente Qualität der Produkte Eingehen auf Kundenwünsche Blatt 25 Dr.-Ing. Jörg Eidam Glashütter Straße Nördlingen Tel Fax Blatt 26