Präziser und sparsamer

Damit moderne Werkzeugmaschinen bei hoher Präzision immer leistungsfähiger und wirtschaftlicher werden, sind auch die Zulieferer gefordert. Bei Rundtischen können etwa Schneckengetriebe aufgrund der vergleichsweise hohen Abnutzung und Anfälligkeit gegenüber Stößen oder Schockbelastungen Probleme verursachen. Mit dem Zykloidgetriebe der RV-E-Serie will die Düsseldorfer Nabtesco Precision Europe GmbH deshalb eine Alternative zu Schneckengetrieben beim Servomotorenantrieb von Rundtischen bieten. Ein Vorteil der Zykloidgetriebe sei, dass der Kontakt zwischen der Zykloidenscheibe und dem Gehäuse verschleißarm über Rollen und Kugellager erfolge, was die Lebensdauer verlängere und für ein geringes Zahnspiel sorge, so der Hersteller. Zudem erhöhen die integrierten, vorgespannten Schrägkugellager die Steifigkeit des Getriebes. Die gleichmäßige Kraftverteilung innerhalb des Maschinenelementes führe auch zu einer hohen Schockabsorptionsfähigkeit, so die Nabtesco-Ingenieure weiter. Präzise Positionierbarkeit und ruhiges Laufverhalten würden auf diese Weise zu einem besseren Fräsbild und damit zu genauer bearbeiteten Teilen führen.

Speziell bei den Antrieben spielt neben der Präzision vor allem der Energieverbrauch eine wichtige Rolle. Die Getriebebau Nord GmbH & Co. KG Drivesystems aus Bargteheide bietet dazu Motoren an, die der Energieeffizienzklasse IE2 (High Efficiency) gemäß IEC 60034-30 entsprechen – und damit normgerechte Energiespar-Lösungen. IE2 tritt in Europa an die Stelle der bisherigen EFF1-Zertifizierung und wird ab Mitte 2011 Pflicht für eine Vielzahl von Elektromotoren. Die Bargteheider betonen aber, dass sie bei den IE2-Motoren in fast allen Fällen die bisherige Baugröße beibehalten können, neue technologische Lösungen verbesserten die Effizienz. Dazu gehörten die Verwendung von mehr Aktivmaterial im Statorpaket mit höherwertigen Blechqualitäten, die Verwendung von mehr Kupfer und außerdem der Einsatz eines optimierten Wickelschemas.

Die konstruktiven Details der sparsameren Motoren bringen für den Anwender einige Vorteile mit sich. Neben dem um einige Prozent höheren Wirkungsgrad entsteht weniger Wärme, die Lebensdauer steigt. Zudem können die Werkzeugmaschinenbauer mit größeren Leistungsreserven rechnen.

Insbesondere raumsparende Lösungen bei hohen Leistungen hatten die Entwickler der Düsseldorfer Kollmorgen Industrial Automation im Blick, als sie ihre AKM-Serie um eine Variante für hohe Leistungsbereiche erweiterten. Der sogenannte AKM8 biete bis zu 150 Nm Stillstandsmoment und bis zu 375 Nm Spitzenmoment, betonen sie, und zähle damit in seinem Segment zu den kompaktesten Synchronservomotoren. Wie die anderen Motoren der AKM-Reihe sei auch der neue Typ so gestaltet, dass er im Vergleich zu Motoren mit konventioneller Technologie die gleiche Leistung bei einer um 30 bis 50 % kompakteren und 10 bis 30 % leichteren Bauweise erziele, so die Düsseldorfer weiter. Die Werkzeugmaschinenhersteller können also ihre Anlagen ebenfalls kompakter gestalten. Der neue Synchronservomotor soll zudem aufgrund des aus einem Stück bestehenden, vergossenen Stators Wärme besser abführen können und vergleichsweise länger leben.

Auf Mehrachsanwendungen hat sich die Igersheimer Wittenstein motion control GmbH mit ihrem Multi-Achs-System für den geregelten Betrieb von bis zu 14 permanenterregten Synchron-Motoren konzentriert. Eine sogenannte Control Box vereint dezentral alle elektrischen und elektronischen Systembausteine und bietet nach Angaben des Unternehmens einen neuen technologischen Ansatz für Mehrachsanwendungen, etwa in Textilmaschinen. Energieverbrauch, Platzbedarf und Verkabelungsaufwand ließen sich minimieren.

Vorteile sollen sich insbesondere bei Anwendungen im unteren Leistungsbereich unter 500 W ergeben. Hier kommen oft Frequenzumrichter und Drehstromasynchronmotoren zum Einsatz, was zu ungünstigen Wirkungsgraden führt. Mit der neu entwickelten Leistungselektronik ließen sich dagegen bei gleicher Leistung nun deutlich kompaktere Antriebe einsetzen, versprechen die Igersheimer. Teilweise besäßen die permanenterregten Synchron-Motoren nur noch das halbe Bauvolumen oder könnten als gehäuselose Motoren sogar direkt in die Anwendungen appliziert werden.

Dass sich auch bei der reinen Mechanik noch einiges erreichen lässt, zeigt die IBC Wälzlager GmbH aus Solms-Oberbiel. Seine Telskopführungen LCAS 43 und LCAS 28H liefert das Unternehmen nun auch optional als Rollenläufersystem unter der Bezeichnung LCBS. Dabei biete das bewährte Prinzip der Teleskopführung jetzt durch die Möglichkeit von eingebauten Laufrollen den Vorteil eines sehr geräuscharmen Betriebes; mit der zusätzlichen Option, die Vorspannung auf den individuellen Einsatzfall abzustimmen, so die Entwickler. Der Anwender kann dadurch – zusammen mit der Robustheit und Schmutzunempfindlichkeit – bei gleichzeitig minimaler Durchbiegung im ausgezogenen Zustand auch hohe Laufgeschwindigkeiten und dadurch kurze Taktzeiten realisieren. Dies sei etwa bei schnellen Handlingsystemen ein entscheidender Vorteil. co/dk

Für die Hersteller von Werkzeugmaschinen werden Innovationen in der Antriebstechnik insbesondere dann interessant, wenn sie die Leistung der Maschine direkt beeinflussen. Etwa, wenn ein stabileres Getriebe Vibrationen senkt, was direkt zu einer besseren Oberfläche beim Fräsen führt.