Platzsparende Alternative für Zahnstangenantriebe

Hypoidverzahnte Präzisions-Winkelgetriebe verkürzen den Antriebsstrang und sind deshalb die ideale Lösung für beengte Platzverhältnisse. Speziell zur Realisierung von Zahnstangenantrieben bietet Neugart auch für zwei Winkelgetriebe-Baureihen Abtriebswellen mit vormontiertem Ritzel an.

Hohe Anforderungen an die Präzision und große Radial- und Axialkräfte einerseits, beengte Bauraumsituationen andererseits: Gerade im Werkzeugmaschinenbau stehen Konstrukteure bei der Auswahl der passenden Getriebe vor komplexen Aufgabenstellungen. Erfüllen lassen sich diese durch Präzisions-Winkelgetriebe.

Dabei handelt es sich um besondere Kegelradgetriebe, deren Kegelräder spiralbogenverzahnt sind. Die Achsen kreuzen sich auf zwei parallel liegenden, unterschiedlichen Ebenen. Dies macht eine besondere Verzahnungsart erforderlich: die Hypoidverzahnung. Durch den so entstehenden Winkel ist der antreibende Motor um 90° zur Abtriebswelle versetzt, wodurch sich die Gesamtlänge des Antriebstrangs erheblich verkürzt. Winkelgetriebe sind damit die ideale Lösung für Anwendungen in beengten Platzverhältnissen.

Varianten mit vormontiertem Ritzel

Neugart bietet entsprechende Präzisions-Winkelgetriebe in drei Baureihen an, die sich jeweils durch die Ausführung der Abtriebswelle unterscheiden: Die Reihe WPLN verfügt standardmäßig über eine glatte Abtriebswelle. Optional ist auch eine Abtriebswelle mit Passfeder oder mit einer Verzahnung nach DIN 5480 möglich. Die Modelle der Baureihe WPSFN sind ausgestattet mit einer Flanschabtriebswelle, wobei eine nach EN ISO 9409-1 genormte, mechanische Schnittstelle den Teileanbau direkt am Flansch erlaubt. Und die Getriebe der Baureihe WGN zeichnen sich durch eine ein- oder beidseitige Hohlwelle aus. Die Drehrichtung von Antriebswelle und Abtriebswelle ist bei allen Baureihen gegensinnig.

Teil des aktuellen Winkelgetriebe-Portfolios sind auch zwei Varianten mit werkseitig vormontiertem Ritzel: Für die Baureihe WPLN steht eine verzahnte Abtriebswelle mit vormontiertem Ritzel zur Verfügung, wobei eine Verzahnung gemäß DIN 5480 für die notwendige Verbindungssicherheit sorgt. Die Baureihe WPSFN umfasst hingegen eine Flanschabtriebswelle mit vormontiertem Ritzel, das – wie alle Modelle der Baureihe – mit einer Schnittstelle gemäß EN ISO 9409-1 ausgestattet ist.

Ideal für Zahnstangenantriebe

Die Präzisions-Winkelgetriebe mit vormontiertem Ritzel sind speziell für Zahnstangen-Applikationen konzipiert. Ritzel und Zahnstangen können in vielen Bereichen des Maschinenbaus Anwendung finden. Entsprechende Antriebssysteme ermöglichen es insbesondere, größere Maschinenteile mit einem präzisen aber relativ kostengünstigen Konstruktionselement über Distanzen von mehreren Metern zu verfahren. Werden mehrere Zahnstangen hintereinander montiert, lassen sich auch größere Portale problemlos realisieren.

Wenn bei einem Zahnstangenantrieb die rotatorische Bewegung des elektrischen Antriebsmotors in einen linearen Schub umgesetzt wird, wirken am angetriebenen Ritzel hohe Radial- und Axialkräfte. Die von Neugart speziell für solche Anwendungen entwickelten Winkelplanetengetriebe mit vormontiertem Ritzel nutzen dabei Ritzel aus eigener Produktion die ideal auf das jeweilige Getriebe abgestimmt sind. Die Winkelgetriebe verfügen darüber hinaus über leistungsfähige Kegel- und Schrägrollenlager in der Abtriebswellenlagerung. Diese tolerieren besonders hohe Radial- und Axialkräfte, sodass selbst hohe Gewichte dynamisch bewegt werden können.

Breite Palette

Dabei ist eine hohe Varianz an Baugrößen und Übersetzungen verfügbar, um Optimierungen der Geschwindigkeit und der übertragbaren Drehmomente in Kombination mit dem Ritzel punktgenau abzubilden: So stehen bei der Baureihe WPLN vier Baugrößen mit Flanschquerschnitten (am Abtrieb) zwischen 70 und 142 mm zur Auswahl. Die WPLN-Varianten mit schräg- oder geradverzahntem Ritzel sind mit unterschiedlich vielen Zähnen in den Modulen 2 bis 4 erhältlich. Sie ermöglichen Vorschubkräfte bis zu 18 000 N. Die Baureihe WPSFN deckt mit ebenfalls vier Baugrößen, von 64 bis 140 mm Zentrierbunddurchmesser ein breites Einsatzspektrum ab. Auch hier stehen vormontierte Ritzel mit unterschiedlich vielen Zähnen und unterschiedlich großem Modul für alle Baugrößen zur Verfügung. Die Ritzel sind in diesem Fall schrägverzahnt und unterstützen Vorschubkräfte bis zu 11 200 N.

Bei einstufigen Winkel-Präzisionsgetrieben von Neugart übernimmt allein die Hypoid-Winkelstufe die Übersetzung. Übersetzungen von i=4 bis i=10 können so realisiert werden. Das Verdrehspiel liegt bei <5 arcmin. Zur Realisierung von höheren Übersetzungen kann ein Hypoidgetriebe der Baureihen WPLN und WPSFN mit einem zusätzlichen Planetengetriebe kombiniert werden. Bei Neugart wird die Planetenstufe abtriebsseitig, also nach der Hypoid-Winkelstufe, positioniert. Somit lässt sich das Verdrehspiel optional auf <3 arcmin reduzieren. Bei einem 2-stufigen WPLN wird dabei ein geradverzahntes, spielreduziertes Planetengetriebe verwendet, das besonders hohe Drehmomente erlaubt. Bei einem 2-stufigen WPSFN-Getriebe kommt hingegen ein schrägverzahntes, spielreduziertes Planetengetriebe zum Einsatz. Dieses sorgt für einen besonders homogenen Gleichlauf und ein geringes Geräuschniveau.

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Von Sven Borho, Teamleiter Produktmanagement