Zykloidgetriebe

Für mehr Power in den Achsen

In der Automobilproduktion durchlaufen Blechteile einen Umformprozess von mehreren Stationen, bevor sie als Türen das Presswerk verlassen. Schuler stattet seine Pressenlinien mit dem Crossbar Feeder aus, einem roboterähnlichen Transportgerät zum sicheren Teile-Handling. Die in den Achsen verbauten Zykloidgetriebe von Nabtesco müssen dabei extrem hohen Belastungen standhalten.

Schuler setzt in den Armachsen des Crossbar Feeder Getriebe in zykloider Bauart der RV-F-, RV-E- und RV-N-Serie von Nabtesco ein.

Schuler feierte im letzten Jahr 175-jähriges Bestehen und kann als Innovations-, Technologie- und Weltmarktführer in der Umformtechnik auf eine lange Erfolgsgeschichte zurückblicken. Eine wichtige Rolle spielte im Unternehmen von je her der Bau von Pressen für die Automobilindustrie. In der Großserienfertigung geht es gerade beim Transport der Blechteile von einer Station zur anderen im Presswerk um hohe Geschwindigkeiten, eine Steigerung der Produktivität und eine hohe Verfügbarkeit der eingesetzten Maschinen und Komponenten. Mit der Entwicklung des Crossbar Feeder, einem roboterähnlichen Automationsgerät, und den darin verbauten Zykloidgetrieben von Nabtesco lassen sich diese Anforderungen erfüllen.

In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts setzten immer mehr Autobauer und Zulieferer auf die Umformtechnik aus dem Hause Schuler und das Unternehmen brachte bei steigendem Umsatz ständig neue Patente, Verfahren und Pressen auf den Markt: So auch eine Großteil-Transferpresse, eine Crossbar-Transferpresse mit Saugertechnik und schließlich den ersten Crossbar Feeder für die Pressenautomation, der heute eine so hohe Ausbringungsleistung erzielt, wie keine vergleichbare Maschine auf dem Markt. Zu der Leistung des Geräts tragen unter anderem die Zykloidgetriebe von Nabtesco Precision Europe bei, die von Anfang an in den Achsen des Crossbar Feeder verbaut wurden. „Nabtesco war sofort als kompetenter Ansprechpartner zur Stelle. So hat unsere Zusammenarbeit schnell an Fahrt aufgenommen“, erzählt Dipl.- Ing. Eduard Lenhardt, der bei den Göppingern im Bereich Konstruktion & Entwicklung - Pressenautomation das Projekt Crossbar Feeder von der ersten Stunde an mitbetreut.

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Im Presswerk müssen die Getriebe außergewöhnlichen Belastungen wie hohen Umgebungs- und Betriebstemperaturen, Stößen und Vibrationen standhalten - und das bei hohen Taktraten sowie einer Einschaltdauer rund um die Uhr.

Das Unternehmen begann vor 10 Jahren die erste Generation des Crossbar Feeder zu entwickeln, um die Anlagen- und Prozesseffizienz von mechanischen Highspeed- und später Servopressenlinien zu steigern. Heute transportiert der Crossbar Feeder Blechteile automatisch und ohne Zwischenablage von Presse zu Presse. 2005 hat der Spezialist den Prototypen des ersten Crossbar Feeder fertiggestellt, der kurze Zeit später auf den Markt kam. 2009 brachte das Unternehmen eine zweite weiterentwickelte Generation heraus. Darüber hinaus ist heute eine noch kompaktere Variante erhältlich, der Crossbar Feeder B. Der Pressenabstand hat sich mit der Weiterentwicklung von 6600 mm beim ersten Modell über 5200 mm bei der zweiten Variante auf 4700 mm bei dem kleinsten Gerät verringert. Da das Gerät ein mittig eingreifendes System ist, kann man die Pressen kompakter bauen, wodurch die Materialkosten beim Anlagenbau geringer ausfallen. Die Ausbringungsleistung und die Taktraten haben sich bei den neuen Modellen deutlich gesteigert, gleichzeitig hat sich die Energieeffizienz der Maschinen erhöht. Die zweite Generation des Systems bietet sieben Freiheitsgrade, drei Rotations- und vier Linearachsen bei einer sehr steifen und kurzen Kompaktbauweise.

Grundsätzlich ermöglicht der Crossbar Feeder einen schnellen, vollautomatischen Werkzeugwechsel und einen freien Zugang zur Pressenlücke. Er bewegt sich mit einer hohen Wiederholgenauigkeit, so dass die Bleche positionsgenau aufgenommen und abgelegt werden können. Der Crossbar Feeder ähnelt zwar optisch einem Roboter, bietet jedoch den Vorteil, dass er präzise und vor allem schneller vorprogrammierte Bahnen fahren kann. Er kann die Bauteile zudem für den nächsten Arbeitsschritt durch Kipp- und Drehbewegungen entsprechend positionieren. Das Transportgewicht kann dabei bis zu 130 kg betragen.

Die Göppinger setzen in den Armachsen der neuesten Generation des Crossbar Feeder Getriebe in zykloider Bauart der RV-F-, RV-E- und RV-N-Serie des Getriebespezialisten ein, die weltweit auch bei vielen Roboterherstellern erfolgreich zum Einsatz kommen. Bei älteren Modellen des Geräts wurden lediglich Getriebe der Baureihen RV-F und RV-E verbaut. „Angefangen hat unsere Zusammenarbeit mit Nabtesco im Jahr 2004 in der Entwicklungsphase des ersten Prototypen“, erzählt Lenhardt.

Die RV-N-Getriebe zeichnen sich durch eine kompakte, leichte Bauform sowie eine hohe Positioniergenauigkeit, Steifigkeit und Leistungsdichte aus. Beim Einsatz in den langen Armen des Crossbar Feeder ist zudem das geringe Spiel der Zykloidgetriebe von unter einer Winkelminute selbst bei hohen Belastungen von Vorteil. Die für Zykloidgetriebe typische Kraftübertragung über Rollen ohne Zahnräder ermöglicht einen hohen Wirkungsgrad und erlaubt präzise Positionierbewegungen mit hohen Traglasten ohne Nachschwingen. So wird eine hohe Wiederhol- und Bahngenauigkeit erreicht. Die rollende Reibung aller an der Kraftübertragung beteiligten Elemente gewährleistet außerdem ein sehr geringes Losbrechmoment.

Im Presswerk müssen die Getriebe außergewöhnlichen Belastungen wie hohen Umgebungs- und Betriebstemperaturen, Stößen und Vibrationen standhalten und das bei hohen Taktraten sowie einer Einschaltdauer rund um die Uhr. Eine hohe Schockbelastbarkeit bis zum Fünffachen des Nennmoments sorgt dabei für hohe Sicherheitsreserven und eine lange Lebensdauer der Präzisionsgetriebe. Bei den schnellen Bewegungen des Crossbar Feeders werden außerdem sehr häufig maximale Drehmomente der RV-N-Getriebe erreicht. „Wir arbeiten mit dem Crossbar Feeder in Grenzbereichen, was die Geschwindigkeit und die Belastung angeht. Damit können wir uns vom Wettbewerb abheben“, erklärt Lenhardt. Laut dem Ingenieur

können die verschleißarmen Präzisionsgetriebe mit integrierten Schrägkugellagern auch dank ihrer überdurchschnittlich hohen Lebensdauer punkten. „Bisher sind wir von Nabtesco nicht enttäuscht worden, da die Getriebe die angegebenen Katalogwerte oft sogar überschreiten“, so der Ingenieur weiter. Durch ihre hohe MTBF (Mean Time Between Failures) sind die Getriebe generell eine interessante Option für Positionier-, Handling- und Montageaufgaben in der Automobilfertigung. jg

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