Seine neueste Baureihe von Ritzel-Zahnstangenantrieben hat Redex speziell für Werkzeugmaschinen mit verfahrbaren Säulen oder solche in Gantry-Bauweise konstruiert. KRPX ist laut Hersteller kosteneffektiv und lässt sich leicht implementieren.
Immer wieder aufhorchen lassen die Ergebnisse, die der französische Antriebstechnikspezialist Redex SA in Zusammenarbeit mit Herstellern von Werkzeugmaschinen regelmäßig liefert. Die jüngste Entwicklung ist der Ritzel-Zahnstangenantrieb KRPX. In der Anordnung als Twin-Drive, ermöglichen die beiden Planetengetriebe der neuen Baureihe eine ideale Montage auf beiden Seiten des Maschinenrahmens. Wie Redex weiter mitteilt, bietet das System in Verbindung mit einer elektrischen Vorspannung völlige Spielfreiheit für Zahnstangenantriebe bei gleichzeitig immenser Steifigkeit. Demnach macht die radiale Steifigkeit bis zu 60 % der Gesamtsteifigkeit aus.
Erreicht wird dies durch die besondere Konstruktion der Ritzellagerung, die sich Redex patentrechtlich hat schützen lassen. Der Hersteller mit Stammsitz in Ferrières und deutscher Tochtergesellschaft in Marsberg, liefert den neuen Zahnstangenantrieb nun für alle Größen. Integriert ist zudem die neue HQ-GF-Technologie, die laut Firmenangaben hilft, den Energieverbrauch zu reduzieren.
Bevor es die KRPX-Reihe gab, sei die Installation einer Twin-Drive-Lösung auf einer Maschine mit beweglicher Säule oder Gantry einigermaßen schwierig gewesen, betonen die Redex-Ingenieure. Entweder sei eine spezielle Verlängerung auf beiden Seiten des Hauptrahmens nötig gewesen oder aber eine Neukonstruktion und die Anfertigung spezieller, am Rahmen montierter Stützkonsolen.
Jede Lösung müsse die Gesamtsteifigkeit auf dem Niveau des Hauptrahmens halten, damit sich die dynamischen Eigenschaften nicht verschlechtern. Solche speziellen Konfigurationen würden Zeit und Geld bei der Konstruktion verschlingen, um bei der Anfertigung einen perfekten Sitz zu erzielen. Nicht auszuschließen sei dabei ein gewisses Konstruktionsrisiko, gibt man bei Redex zu bedenken.
Die Lösung des Problems heißt KRPX. Die Neuerung macht Schluss mit der Notwendigkeit, eine hoch genaue Verlängerung am Hauptrahmen der Maschine zu konstruieren und anzupassen, da die Erweiterung des Rahmens bereits Teil des KRPX-Designs ist. Dies vereinfacht laut Firmenangaben das Implementieren ganz wesentlich und sei kosteneffektiver gegenüber konventionellen Lösungen. Die Redex-Ingenieure geben den Wert der Einsparung mit 15 bis 20 % an. Die Montagefläche enthält genaue Aussparungen, so dass das Anbringen einfach und dennoch geometrisch passgenau ist. Dieses System wurde gezielt so entwickelt, damit falsche Montage und Schiefstellungen nicht mehr vorkommen können.
Lieferbar in den fünf Standard-Universalgrößen 1 bis 5, ist KRPX einerseits kompakt und beinhaltet anderseits einen eindeutigen Vorteil bei der Umsetzung des Antriebssystems durch die jeweiligen Ritzelhöhen von nur 75,9 bis 135 mm. Mit einem solch cleveren Konzept eines Ritzel-Zahnstangen-Antriebs kann der Konstrukteur einer Werkzeugmaschine mit der maximalen Vorschubleistung von bis zu 158000 N und gegebener Steifigkeit der Zahnstange bis 536000 N/mm „den üblichen Standard leicht übertreffen“, zieht Redex den Vergleich. Überdies werde die gesamte Größenreihe mit hochqualitativen Zahnstangen und dazu passender vollautomatischer Schmierung ausgeliefert.
Gefertigt ist das KRPX-Gehäuse aus Sphäroguss. Dabei kommen großdimensionierte Schrauben zum Einsatz, die laut Angaben perfekten Montagesitz und absolute Sicherheit gewährleisten. Insgesamt wurde die Struktur per Finite-Elemente-Methode optimiert, um Verformungen bei Beschleunigungen auszuschließen. Das Abtriebsritzel ist mit der Abtriebswelle in einem Stück gefertigt und von gleichem Durchmesser. Dies kombiniere das übertragbare Drehmoment und die Steifigkeit an der Zahnstange bestens. Die Lager der Abtriebswelle bilden zwei vorgespannte und überdimensionierte Schrägrollenlager.
Diese Bauweise bedeutet, dass Lager und aufzunehmende Kraft vom Ritzel eng beieinander sind, da der Abstand zwischen Ritzel und Lager nur der Dicke der Befestigungsmutter entspricht. Die Konstruktion verringert also Biegekräfte erheblich – ein Faktor, der für bis zu 60 % der gesamten Verformung maßgebend sei, heißt es.
Für das Gesamtsystem des Achsantriebs mit integriertem KRPX ergibt sich daraus, dass seine Eigenfrequenzen beträchtlich angehoben werden können: Seine Leistungsfähigkeit, ausgedrückt als Gesamtsteifigkeit in Kombination mit seinem niedrigen Trägheitsmoment, lässt laut Angaben höhere Beschleunigungen zu (bis 25 m/s²) und so lassen sich schwerere Lasten mit höherer Geschwindigkeit bewegen.
Den Angaben von Redex zufolge ist das KRPX-System ein komplettes, einsatzfertiges, sozusagen schlüsselfertiges Produkt. Großen Wert legen die Ingenieure auch auf eine bessere Energieeffizienz. Sie haben nicht nur neueste F&E-Ergebnisse in die Qualität der Verzahnung gesteckt. Vielmehr gingen sie noch einen Schritt weiter und führten bei Werkzeugmaschinen eine neue Technologie der Zahn-Endbearbeitung ein. Diese, HQ-GF genannt, liefert laut Angaben genaue Umkehrbarkeit, beträchtliche Lärmreduzierung und vor allem eine Minderung von Leistungsverlusten um mehr als 15 % (verglichen mit durch Fräsen hergestellten Verzahnungen nach DIN Qualität 6). So würden sich Einsparungen von Tausenden von Kilowattstunden in der Lebensdauer einer Maschine ergeben, heißt es. dk
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