Servomotoren mit integriertem Getriebe

Seit der Erfindung des patentierten so genannten „Vorlegemotors“ im Jahr 1927 bis zur heutigen Zeit erleben Antriebe eine Fülle an Innovationen – so auch bei der Firma Heidrive. Diese hat als Erweiterung des Servomotoren-Baukastens neben der HeiMotion Premium Baureihe nun auch die HeiMotion Dynamic Baureihe durch direkt angebaute Planetengetriebe mit Durchmessern von 60 mm bis 80 mm ergänzt. In naher Zukunft soll diese zudem um die Flanschmaße 40 und 100 mm erweitert werden. Dazu werden die Planetengetriebe mithilfe von radial angebrachten Schrauben an einem neu entwickelten Motorlagerschild montiert. Die kraftschlüssige Verbindung zwischen Motor und Getriebe erfolgt durch ein, in der Motorwelle befestigtes, Aufsteckritzel.

Die Firma Heidrive ist eines der ersten Unternehmen, die das Planetengetriebe direkt auf den Motor baut. Auf diese Weise wird kein zusätzlicher Zwischenflansch benötigt. Auf diese Weise wird bis zu 20 Prozent des Bauraums verringert und mehr Platz für die Anwendung geschaffen. Doch um diesen Vorteil nutzen zu können, musste zunächst ein komplett neues Lagerschild-Design entworfen und umgesetzt werden. Auch nach der Inhouse-Entwicklung des spezifischen Lagerschildes vertraute Heidrive weiterhin auf ihre eigene Fertigungstiefe und lässt daher weiterhin sämtliche Komponenten wie Lagerschilde, Gehäuseteile und vieles weitere komplett Inhouse fertigen. Eine weitere Aufgabe bei dieser Entwicklung bestand darin, eine geeignete Schnittstelle zu definieren und diese an die bestehenden Baureihen anzupassen.

Die Schnittstelle musste dazu besonders hinsichtlich der Dichtigkeit ausgelegt werden, da der Motorflansch zugleich die Abdichtung des Getriebegehäuses übernimmt. Außerdem war es wichtig, die Maße genau aufeinander anzupassen, da die Toleranzen an der Schnittstelle unter anderem auch Auswirkungen auf das Laufgeräusch haben. Diese können und müssen mit der Entwicklung des Direktanbaus eingehalten werden.

Zum Einsatz kommt die Motor-Getriebe-Kombination in einer Vielzahl von Anwendungen, so auch in der Landwirtschaft. Hier treiben die Heidrive-Motoren zum Beispiel einen Melkroboter an, denn um sicherzustellen, dass der Melkprozess sowohl schnell als auch komfortabel ist, muss das Melkzeug präzise unter dem Euter positioniert werden. Des Weiteren lassen sich die Antriebe in Mehrachssystemen (für CNC-Bearbeitungsmaschinen) deutlich kompakter gestalten und bieten den Anwendungen Platz, wo eigentlich keiner zu sein scheint. Auch die Pumpen von Löschfahrzeugen müssen eine hohe Dynamik bei niedriger Umsetzung generieren und bedienen sich daher den speziellen Servoantrieben.

Denn beim Direktanbau wird, im Gegensatz zum normalen Anbau mit Flansch nicht nur mehr Platz geschaffen, sondern auch das Gewicht und die Kosten reduziert. Hieraus ergeben sich ein geringeres Massenträgheitsmoment sowie ein höherer Wirkungsgrad. Ebenso reduziert sich die Geräuschentwicklung bis zu 6dB. Dies resultiert aus dem Wegfall des Zwischenadapters und der darin enthaltenen Lagerung sowie der genaueren Anbindung des Sonnenrades an die Motorwelle. Diese leistungsstarken Eigenschaften der Planetengetriebe, in Verbindung mit modernen, dynamischen Servomotoren, ermöglichen Antriebseinheiten für die unterschiedlichsten Anwendungsgebiete. Um diese Bereiche optimal auslegen zu können, besteht zusätzlich die Möglichkeit, verschiedene Planetengetriebegrößen mit unterschiedlichen Motortypen zu kombinieren.

Die beiden Baureihen bieten Auswahlmöglichkeiten zwischen vier verschiedenen Planetengetriebetypen für unterschiedliche Anforderungen wie zum Beispiel erhöhte Radial- beziehungsweise Axiallasten, geringes Verdrehspiel oder Befestigungsmöglichkeiten.

Erhältlich ist das einstufige Getriebe in den Übersetzungen 1 bis 10. Die zweistufige Ausführung liefert Übersetzungen von 9 bis 64, mit und ohne Passfeder sowie unterschiedliche Befettungen. So sind auch Standard- und Lebensmittelschmierungen am Antrieb möglich. Auf Anfrage gibt es die Möglichkeit einer dreistufigen Variante, die mit einer Übersetzung von bis zu 512 läuft, sodass insgesamt 24 verschiedene Übersetzungen pro Baureihe angeboten werden können. Davon sind 15 als Standard und neun auf Anfrage erhältlich.

Die bestehenden Vorteile des Baukastensystems von Heidrive, wie etwa die verschiedenen Geber-Systeme – vom Resolver bis zum Multiturngeber -, die DSL–Einkabellösung, diverse Steckerverbindungen, die A-seitige Permanentbremse sowie viele weitere Optionen, können hier vom Kunden ausgewählt werden. Denn nach wie vor gilt bei dem Baukastenprinzip von Heidrive eines: Spezialanfertigungen sind möglich und in den meisten Fällen auch umsetzbar. Auf diese Weise kann mit den vielen Millionen Komponenten ein Antrieb nach Kundenwunsch geschaffen werden. wk