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Mit dem «Evolvere»-Kronenradgetriebe können Achswinkel beliebig zwis- chen 1° und etwa 135° gewählt werden. Ein weiteres Plus ist, dass das Ritzel axial verschiebbar ist, ohne dass sich die Eingriffsverhältnis negativ ändern würden – das ist aber noch längst nicht alles, wie die hier beschrie- benen Beispiele zeigen.
Die Anforderungen an Antriebssysteme, insbesondere Winkelgetriebe, werden ständig verschärft: stärker, ruhiger und günstiger. Zusätzlich sollten die Eigen- schaften und Anwendungsmöglichkeiten vielseitiger sein, währenddessen Mon- tage und Wartung vereinfacht werden sollten. Seit mehreren Jahren bietet ASS AG nun ihre Unterstützung bei der Lösung von verschiedensten Antriebspro- blemen, zum Beispiel der Achswinkel ist ungleich 90°, mehrfacher Antrieb und / oder Abtrieb ist erforderlich, das Übersetzungsverhältnis muss variabel sein oder es muss eine grosse Übersetzung in einer Stufe ohne Verschlechterung des Wirkungsgrades realisiert werden. Mit herkömmlichen Getrieben, wie Kegel- oder Schneckenrädern, lassen sich diese Probleme nur schwer oder gar nicht lösen.
Ein Kronenrad-Antrieb eines 12-fach-Revolvers von Traub Drehmaschinen
GmbH. Das Plus: Die axiale Position des Ritzels über die Zahnbreite vom
Kronenrad hat keinen Einfluss auf Tragbild oder Zahnspiel.
Variable «Winkel-Lösungen»
Obwohl viele Winkelgetriebe noch immer mit einem Achswinkel von 90° realisiert werden, gibt es immer öfter Anfragen über abweichende Achswinkel. Vor allem im Bereich der Werkzeugmaschinen und angetriebenen Werkzeuge kommen häufig Achswinkel kleiner oder grösser als 90° zum Einsatz. Es geht dabei um den Antrieb von Fräsköpfen oder von Fräs- und Bohrspindeln. Die Achswinkel sind unterschiedlich.
Ein deutscher Hersteller von Bohraggregaten bietet zum Beispiel drei Baugrössen an, innerhalb deren der Kunde den für seine Anwendung erwünschten Achswinkel wählen kann. Kleine Serien, oft Einzelteile werden bereits in vielen Varianten, über 2,91°-, 13°- bis zu 72°- Achswinkel, hergestellt. Weitere Anwendungsbereiche sind Industriemischer, Handwerkzeuge und Anwendungen aus der Medizintechnik.
Bohraggregat mit Winkelkopf: Innerhalb von dreier Baugrössen kann der Kun
de jeden beliebigen Achswinkel zwischen 1° und 90° wählen.
Enorme Vorteile der Kronenräder
Die Frage nach einer Lösung für mehrfache An- und Abtriebe kommt aus vielen Branchen. Das Problem ist hier oft die komplizierte und zeitraubende Einstellung des Radsatzes. Bei herkömmlichen Kegelradsätzen müssen alle Teile in axiale Richtung eingestellt werden. Eine kleine Einstelländerung von einem Teil erfordert sofort die Neueinstellung des kompletten Satzes. Beim Kronenradsatz gibt es die- se Schwierigkeit nicht, denn nur das Kronenrad muss in axialer Richtung einge- stellt werden. Das evolvente Ritzel ist axial frei, das heisst, die axiale Position vom Ritzel über die Zahnbreite vom Kronenrad hat keinen Einfluss auf Tragbild oder Zahnspiel.
Dieser Vorteil führt vor allem bei mehrfachen An- und Abtrieben, das heisst bei dem Einsatz von mehreren Ritzeln auf einem oder mehreren Kronenrädern, zu einer beträchtlichen Einsparung von Montagezeit und -kosten. «Evolvere »- Kro- nenradsätze kommen bereits in kontrarotierenden Schiffspropellern, Differenzial- getrieben, Druckmaschinen und in angetriebenen Werkzeugen zum Einsatz wie in dem im Beitrag gezeigten Antrieb eines 12-fach-Revolvers.
Werkzeugrevolver für Transfer- und Rundtaktmaschinen von Sauter Feinmecha
nik.
Zwölffachrevolver in CNC-Dreh-Fräszentrum
Ein Hersteller von CNC-Dreh-Fräszentren, die Traub GmbH in Reichenbach, such- te für den Zwölffach-Revolver eine Lösung zum Antreiben einzelner Werkzeuge mit unterschiedlichen Drehzahlen. Die Lösung brachte eine Konstruktion mit zwei Kronenrädern, wobei sowohl Innen- als auch Aussenrad sechs Ritzel antreiben, die jeweils für den Antrieb der einzelnen Werkzeuge sorgen. Dank verschiedener Zähnezahlen am Ritzel beträgt die Übersetzung vom Aussenrad 1:4 und die des Innenrades 1:8. Bei der Montage des Kronenradsatzes wird die axiale Freiheit der Ritzel genutzt; das heisst, nur das Kronenrad muss in axialer Richtung eingestellt werden. Die axiale Position der Ritzel hat keinen Einfluss auf Tragbild oder Zahn- spiel. Dieser Vorteil führt vor allem bei mehrfachen An- und Abtrieben zu einer beträchtlichen Einsparung von Montagezeit und -kosten.
Bohraggregat mit variierbaren Achswinkel
Ein Bohraggregat-Programm mit 90°-Winkelköpfen aus dem Hause eines deut- schen Herstellers verdankt dem Einsatz von Kronenradsätzen die Optimierung der Konstruktion. Die Bauform ist jetzt kürzer, wodurch eine höhere maximale Werk- zeuglänge genutzt werden kann. Über die Verzahnungseigenschaften beschreibt der Hersteller in seinem Katalog die folgenden Vorteile: «Exzellente Laufgüte durch neuartiges Getriebekonzept und verbessertes Geräuschverhalten». Neben diesem Standardprogramm werden auch Sonderlösungen angeboten. Innerhalb dreier Baugrössen kann der Endkunde jeden beliebigen Achswinkel zwischen 1° und 90° wählen. Durch ein intelligentes Logistiksystem kann ASS daraufhin inner- halb von vier Wochen die Fertigteile liefern.
Im Bild ist eine Antriebseinheit mit vier Kronenradgetrieben zu sehen.
Werkzeugrevolver für Transfermaschinen
Die Sauter Feinmechanik GmbH in Metzingen stellt Werkzeugrevolver für Trans- fer- und Rundtaktmaschinen her. Für ihre Werkzeug-Kronenrevolver werden An- triebe mit 45 °-Achswinkel benötigt. Diverse Kronenradvarianten kommen hier mittlerweile zum Einsatz. Ein weiterer Hersteller von Werkzeugrevolvern aus dem süddeutschen Raum setzt das gleiche Prinzip ein, jedoch mit Kronenrädern mit einem Achswinkel von 135°. Die Anordnung der Ritzel für den Sechsfachantrieb kann so kompakter realisiert werden, damit ein grösserer Bearbeitungsraum ge- neriert wird.
Ein Ritzel für mehrere Kronenräder
Ein einziges Ritzel kann auch Kronenräder mit unterschiedlichen Zähnezahlen an- treiben, womit sich das Übersetzungsverhältnis ändert. Die Firma Carl Geringhoff GmbH verwendet Kronenradgetriebe in ihren Rota-Disc-Maispflückvorsätzen. Mit nur einer Antriebswelle und Kronenrädern mit verschiedenen Zähnezahlen kann je nach Vorsatzmodell und Erntetyp die bestgeeignete Übersetzung gewählt werden. Vorteile erreicht man durch geringere Lager- und Verwaltungskosten (1 Typ Rit- zelwelle reicht), durch Zeiteinsparungen bei der Montage dank axialer Freiheit des Ritzels und durch reduzierte Wartungskosten.
Schneckenräder bringen Reibverluste
Je grösser das Übersetzungsverhältnis wird, desto schwieriger wird es, dieses in einer Stufe unterzubringen. Bei herkömmlichen Lösungen mit Schneckenradsät- zen gibt es einen grossen Verlust im Wirkungsgrad. Jedoch nicht bei Kronenrä- dern. Bei grossen Übersetzungsverhältnissen wird das Ritzel mit nur zwei oder drei Zähnen mit einem grossen Schrägungswinkel ausgelegt. Zusätzlich arbeiten Ritzel und Kronenrad unter einem Achsversatz zusammen.
Wichtigste Vorteile: Die Verzahnung kann selbsthemmend ausgelegt werden und die, dank der schrägen Kontaktlinien, ohnehin schon guten Laufverhältnisse wer- den bei dieser Ausführung mit Schrägverzahnung noch besser. Diese positiven Eigenschaften der grossen Übersetzungsverhältnisse kommen in Schiebetür- und Rollstuhlantrieben zum Einsatz und sorgen dafür, dass die Schiebetüren in Not- fällen von Hand geöffnet werden können und dass die elektrisch angetriebenen Rollstühle eine grössere Reichweite haben.
 
Der Kronenradantrieb des Maispflückvorsatzes: vom 3D-CAD bis zum Fer-
tigprodukt.
Die Entwicklung eines «Evolvere»-Getriebes
Wie kommen nun alle diese Eigenschaften in einer Kronenrad- Komplettkon- struktion zusammen? Dazu setzen sich die ASS-Konstrukteure beim Anfang des Projektes zu einer Inventur der Projektdaten mit dem Kunden zusammen. Dabei geht es nicht nur um die Leistungsdaten, sondern auch um besondere Anforderun- gen an Material, Schmierung und Umgebungsbedingungen. Mit diesen Werten werden die Kronenradauslegungen durchgeführt. ASS AG verfügt hierzu über selbst entwickelte Software, die grösstenteils auf der Berechnung von zylindri- schen Zahnrädern basiert, welche für die Kronenradverzahnung an einigen Stellen angepasst wurde.
Diese Software-Anpassungen wurden in der Praxis mittels Dauerversuche am Prüfstand ausführlich getestet. Sobald der Kronenradsatz definiert worden ist, kann auch der Rest der Konstruktion, d. h. Wellen, Lager und Gehäuse berechnet und mittels 3D-Software dargestellt werden.
Individuelle Anwendungen
Seit der Markteinführung der Kronenräder in 1993 haben immer mehr Unterneh- men die vielseitige Technologie zum Einsatz gebracht. Anwendungen findet man in den Bereichen der Werkzeugmaschinen, Verpackungsindustrie, Automotive, Landwirtschaft, Robotics usw. Auf der Homepage www.assag.ch sind die zahlrei- chen Branchen abgebildet. Das Unternehmen prüft auch die Möglichkeit von «Evolvere»-Kronenradgetrieben, entsprechend den Anforderungen der Kunden für ihre individuelle Anwendung.
Die ASS AG ist ein Antriebslieferant im besten Sinne: Universal - Kompakt -
Kundennah !
Das Prinzip der «Evolvere» Kronenradverzahnung
Ein Kronenradgetriebe ist ein Winkelgetriebe, wobei der Achswinkel beliebig zwi- schen 1° und etwa 135° gewählt werden kann. Das Ritzel ist mit einer Standard- Evolvente entweder gerad- oder schrägverzahnt. Die Geometrie der Kronenrad- verzahnung wird in erster Instanz von der Ritzelgeometrie (Schrägungswinkel, Mo- dul, Zähnezahl,) bestimmt. Weiter bestimmen Achswinkel und Übersetzungsver- hältnis die Geometrie des Kronenrades. Da die Drehgeschwindigkeit am Innen- und Aussendurchmesser unterschiedlich gross ist, ändert sich der Eingriffswinkel über die Zahnbreite. Es gibt aber immer eine Linienberührung zwischen Ritzel und Kronenrad, wobei die Berührlinien schräg über die Zahnflanken laufen und somit für eine hohe Gesamtüberdeckung und Laufruhe sorgen. Das zylindrische Ritzel kann, ohne Einfluss auf Tragbild oder Zahnspiel, in axiale Richtung frei über die Kronenradverzahnung bewegt werden. Dies vereinfacht neben der Einstellung des Radsatzes auch den Einsatz von mehreren Ritzeln auf einem Kronenrad oder zwischen zwei Kronenrädern für mehrfachen An- und Abtrieb.
Die Fertigung der Kronenräder
«Evolvere»-Kronenräder werden im Abwälzverfahren auf Standard-CNC-gesteu- erten Fräsmaschinen hergestellt. Die Maschinen benötigen nur eine Erweiterung der Verzahnungssoftware. Die Qualität der Verzahnung wird auf Standard-3D- Messmaschinen nach DIN-Normen geprüft. Auch hier ist die Software für die Kronenradverzahnung angepasst worden. Die Kronenradverzahnung kann mit einer Verzahnungsqualität DIN 6 hergestellt werden. In Düdingen verfügt ASS AG über eine moderne Montageabteilung. Hier werden die «Evolvere»-Komplett- getriebe zu sammengebaut und anschliessend ausführlich getestet. Seit 1996 ist die ASS AG ISO 9001-2000 zertifiziert. Somit werden alle Entwicklungs- und Fertigungsprozesse dokumentiert und es erfolgen regelmässig Kontrollen, ob Kundenanforderungen, Produktspezifizierungen und Arbeitsweisen eingehalten werden. Auch Investitionen in modernste Betriebsmittel und Ausbildung der Mitar- beiter, sowie Prüfung der Kundenzufriedenheit und Fehlererkennung und -vorbeu- gung sind wichtiger Bestandteil des ISO-9001-2000-Gedankens der ASS AG.
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