Planetengetriebe neu gedacht
PSC-Reihe von Melior Motion präziser und langlebiger als Zykloidgetriebe
Konstrukteure von Robotik- und Automationslösungen stehen vor der Wahl: Zykloid- oder Planetengetriebe? In den letzten Jahrzehnten lautete die Antwort häufig Zykloidgetriebe. Doch die Planetengetriebe haben aufgeholt und zeigen sich mittlerweile in vielerlei Hinsicht überlegen. Das Hamelner Unternehmen Melior Motion hat das Planetengetriebe revolutioniert und produziert mit seiner PSC-Reihe höchst präzise, leise sowie langlebige Antriebseinheiten.
Dass Antriebslösungen mit Planetenrädern wenig präzise sind, ist ein altes Vorurteil. Mit der Entwicklung der PSC-Reihe zeigt Melior Motion, dass das nicht mehr zutrifft. Präzise, leise und langlebig sind die revolutionierten Planetengetriebe des Unternehmens aus Hameln. Damit heben sie sich nicht nur von gewöhnlichen Planetengetrieben, sondern auch von Zykloidgetrieben ab. Eine schräg verzahnte Vorstufe, eine konisch verzahnte zweite Stufe sowie ein patentierter Nachstellmechanismus bilden die Alleinstellungsmerkmale der PSC-Reihe.
Verglichen mit Zykloidgetrieben sind die Getriebe von Melior Motion um einiges präziser. Konkret bedeutet das: Sie haben ein Verdrehspiel von ≤ 0,1 Winkelminute und ein Lost Motion von ≤ 0,6 Winkelminute. Die meisten Zykloidgetriebe können lediglich mit einem Verdrehspiel von ≤ 1 Winkelminute aufwarten – die PSC-Getriebe sind also bis zu zehnmal präziser. Ihren Ursprung hat diese sehr hohe Genauigkeit in der konischen Verzahnung der zweiten Stufe. Diese drückt die Zähne der Planetenräder ineinander und sorgt für die Spielfreiheit des Getriebes.
Konstant geringes Spiel
Dass die Antriebslösungen der PSC-Reihe nicht nur kurzfristig, sondern über die gesamte Lebensdauer so viel präziser sind als gewöhnliche Planetengetriebe und auch als Zykloidgetriebe, hat vor allem einen Grund: ein gerade einmal fingernagelgroßes Bauteil. Genauer gesagt ein selbstregulierendes Verzahnungssystem. Dieser Federmechanismus ist patentiert und sorgt für die lebenslange Spielfreiheit. Er kompensiert die Abnutzung der Zahnflanken und vermeidet aufwendiges Nachjustieren samt damit verbundenem Stillstand der Maschinen. Auch nach längerer Nutzungsdauer bleibt das Getriebe präzise wie zu Beginn und hebt sich damit klar von anderen (Zykloid-)Getrieben ab.
Und auch wenn diese höchste Genauigkeit gar nicht für jede Anwendung zwingend notwendig ist, ist doch die Präzision das Aushängeschild eines jeden Roboters. Zumal, wenn der Roboter auch nach mehreren tausend Stunden Betriebsdauer noch ebenso genau arbeitet wie zu Beginn. Im Gegensatz zu anderen Antriebseinheiten sind mit den PSC-Getrieben 20.000 oder je nach Einsatzfall auch mehr Betriebsstunden ohne Präzisionsverlust möglich. Ein Wirkungsgrad von mehr als 90 Prozent und ein äußerst niedriges Losbrechmoment sorgen für eine herausragende Energieeffizienz. Die Getriebetemperatur bleibt auf durchgängig niedrigem Niveau – in der Folge haben Verschleißteile und Schmierstoffe eine längere Lebensdauer.
Leise und vibrationsarm durch schräg verzahnte Eingangsstufe
In einigen Branchen wie der Medizintechnik kommt es nicht allein auf die Präzision, sondern auch auf eine geringe Lautstärke an. Im Behandlungsraum oder OP-Saal werden Geräusche ganz anders wahrgenommen als in einer riesigen Produktionshalle. Für das Wohlbefinden der Patientinnen und Patienten ist eine ruhige Umgebung wichtig. Und auch in Punkto Arbeitssicherheit sind leise Getriebe – in allen Branchen – im Vorteil. Die PSC-Getriebe macht die schräg verzahnte Eingangsstufe besonders geräuscharm im Betrieb. Deutlich leiser, als andere Planeten- oder auch Zykloidlösungen es sind. Mit einem Laufgeräusch von weniger als 65 dB(A) macht das insbesondere bei Anwendungen mit mehreren Getriebe einen deutlichen Unterschied.
Hand in Hand mit der geringen Lautstärke geht die Vibrationsarmut. Diese ist zum einen in der sehr präzise laufenden Evolventenverzahnung, die alle Planetengetriebe gemein haben, begründet. Sie ermöglicht eine hocheffiziente Rollbewegung. Zykloidsysteme, die auf einer Gleitbewegung mit versetzten rotierenden Nocken beruhen, verursachen mehr Vibrationen und Verschleiß. Zum anderen geht die Vibrationsarmut ebenfalls auf die schräg verzahnte Eingangsstufe, die Besonderheit der PSC-Getriebe, zurück: Bei hohen Drehzahlen ist ein ruhiger und gleichmäßiger Lauf gegeben. Relevant ist das wiederum nicht nur im medizinischen Bereich, sondern beispielsweise auch bei Drehtischen von Werkzeugmaschinen.
Flexibel an Anwendung anpassbar
Ein geringes Losbrechmoment bedeutet eine gute Kontrollierbarkeit für den Anwender. Und zwar besonders während der Anlaufphase und bei niedrigen Drehzahlen. Durch ihren Aufbau sind Planetengetriebe in dieser Hinsicht generell im Vorteil gegenüber Zykloidgetrieben. Die PSC-Systeme haben sogar ein zusätzliches Element, welches das Losbrechmoment weiter verringert. Vor dem Planetengetriebe befindet sich eine Stirnradstufe, bestehend aus nur einem einzelnen Ritzel und einem Zahnrad. Beide sind schräg verzahnt. Da im ersten Schritt nur wenige Komponenten bewegt werden, entsteht eine große Übersetzung von bis zu 16:1 in der ersten Stufe. Bei Getrieben mit geringem Losbrechmoment kann der Antriebsmotor kleiner ausgelegt werden.
Gegenüber anderen Antriebseinheiten haben die PSC-Antriebe eine weitere Besonderheit, die für die Nutzer einen großen Vorteil bedeuten kann: Der Motor ist aus der Mitte gerückt. Was bei Hohlwellengetrieben ohnehin notwendig ist, nutzt Melior Motion auch für seine Vollwellengetriebe. Der veränderte Aufbau lässt eine weitaus flexiblere Planung zu. Konstrukteure können – wenn gewünscht – die Anlage oder den Roboter um das Getriebe herum bauen. Die erweiterten Möglichkeiten kommen also besonders zum Tragen, wenn Ingenieure die PSC-Getriebe möglichst früh in ihre Planungen einbeziehen.
Mit seinen PSC-Getrieben räumt Melior Motion mit alten Vorurteilen auf und beweist, wie viel Potenzial in der Planetengetriebetechnik steckt. Aufgrund der technischen Besonderheiten stellen die Antriebslösungen Zykloidgetriebe in den Punkten Präzision, Langlebigkeit und Geräuschkulisse in den Schatten. Die Präzisionsgetriebe sind somit eine echte Alternative für Anwendungsszenarien, in denen diese Antriebslösung bisher eine untergeordnete Rolle gespielt hat.
Über Meltor Motion GmbH
Die Melior Motion GmbH ist ein global agierender Hersteller von Antriebstechnik mit Sitz im niedersächsischen Hameln. Die Kernkompetenz des Unternehmens umfasst die Entwicklung und Herstellung von spielarmen Präzisionsgetrieben (Einbausätze und Getriebeblöcke) sowie kundenspezifischen Getrieben. Produkte von Melior Motion kommen unter anderem in den Branchen Robotik, Automation, Werkzeugmaschinen, Verpackungstechnik, Schweißen und der Medizintechnik zum Einsatz. Das 2017 gegründete Unternehmen ist aus einem traditionsreichen Unternehmensverbund hervorgegangen und verfügt dadurch über mehr als 35 Jahre Erfahrung im Bereich der Präzisionsgetriebeherstellung. Am Standort Hameln beschäftigt Melior Motion mehr als 100 Mitarbeiter.
Weitere Informationen unter: https://meliormotion.com
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