Erschienen am: 28.03.2018, Ausgabe SPS-MAGAZIN 4 2018

Feinwerktechnik

Der Weg zum hochpräzisen Planetengetriebe

Die Konstruktion von Planetengetrieben bietet den Vorteil, dass durch die Lastverteilung auf mehrere Zahnräder auch bei kompakter Bauweise hohe Drehmomente übertragen werden können. Damit die Drehzahl/Drehmoment-Wandlung bei kleinen Getrieben präzise funktioniert, kommt es jedoch bei der Fertigung der Getriebe und Zahnräder auf Erfahrung und ausgereifte Fertigungstechnik an.


Planetengetriebe bieten den Vorteil, dass durch die Lastverteilung auf mehrere Zahnräder auch bei kompakter Bauweise hohe Drehmomente übertragen werden können.
Bild: Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG

In vielen Anwendungen sind Klein- und Kleinstmotoren gefragt, die hohe Drehmomente liefern. Das ist nur mit der entsprechenden Untersetzung zu erreichen. Um hier passende Lösungen zu bieten, setzt Faulhaber bei seinen Planetengetrieben auf hohe Qualität. Die für die kompakten Getriebe benötigten Zahnräder, Abtriebswellen, Zwischentriebe oder Ritzel aus unterschiedlichen Werkstoffen stellt Rolla Microgear am Schweizer Standort Grenchen her. Die Metallgetriebe mit den hier gefertigten Präzisionskomponenten eignen sich für Anwendungen, bei denen sehr hohe Drehmomente gefragt sind. Die Spanne reicht dabei von 25mNm bis 10Nm.

Experten für Verzahnungsfragen

Das Unternehmen gehört seit 2007 zur Faulhaber-Gruppe und gilt hier mit mehr als 50 Jahren Erfahrung als Experte in Verzahnungsfragen. "Wir liefern die Feinwerkteile für Faulhaber-Getriebe, sind aber auch Partner für andere Kunden", erklärt Michaël Raymond, COO und Werksleiter bei Rolla Microgear. "Wir produzieren beispielsweise viele Zahnräder, die dann in der Anwendung die Verbindung zwischen den Motoren und der Maschine oder Anlage herstellen." Die Praxis sieht nämlich häufig so aus, dass passend zur Applikation ausgelegte Getriebemotoren bestellt und einbaufertig geliefert werden. "Das Ritzel als Schnittstelle zur Maschine bzw. Applikation müssen viele Anwender dann aber noch selber beschaffen und auf die Welle montieren", so Raymond weiter. "Hier wollen wir uns in Zukunft noch mehr als Komplettanbieter empfehlen und gemeinsam mit Faulhaber den kompletten Antriebsstrang inklusive der mechanischen Schnittstelle liefern."

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Präzision und Reproduzierbarkeit

Für diese individuellen Zahnrad- und Ritzelanpassungen ist der Feinwerktechnikspezialist gut gerüstet. Allein für die Getriebe von Faulhaber werden mehr als zehn Millionen Bauteile pro Jahr hergestellt. Typische Zahnradserien haben dabei eine Auflage zwischen 1.000 und einer Million mit Durchmessern zwischen 1 und 15mm. Dafür wird der Maschinenpark ständig auf dem neuesten technischen Stand gehalten - was letztlich die Grundlage bildet, um die kleinen Bauteile aus Messing, gehärtetem Stahl oder auch Inox mit hoher Präzision und Wiederholgenauigkeit herzustellen. Die Präzisionsverzahnungen erreichen Qualität 6 nach DIN58405. Geradverzahnungen werden bis Modul 1,0 bei maximalem Durchmesser von 20mm gefertigt. Der hohe eigene Anspruch des Herstellers reicht deshalb von der Fertigung bis zur Prüfung. Rolla Microgear überwacht Produkte nicht nur optisch, sondern auch mit deutlich präziseren Messverfahren wie der Zweiflanken-Wälzprüfung. Hierbei wird der Prüfling gegen ein Lehrzahnrad abgerollt; Drehwinkel an An- und Abtrieb werden mit Drehgebern erfasst und der Unterschied zwischen Soll- und Ist-Winkel errechnet. Zusätzlich erfasst ein Längenmesssystem die Achsabstandsänderung zwischen Lehrzahnrad und Prüfling. Schlussendlich werden die Werte im Zuge der Qualitätssicherung für jeden Prüfling dokumentiert.

Von der Werkstoffauswahl zum Einbau

Auch bei der Auswahl der Werkstoffe für die hochpräzisen Verzahnungsteile überlassen die Schweizer Feinwerktechniker nichts dem Zufall. Die Rohlinge, die in den Verzahnungsmaschinen ihre endgültige Zahnradform erhalten, kommen ebenfalls aus der Faulhaber-Gruppe und werden aus Metallstangen mit Langdrehautomaten hergestellt. Nach dem Drehen des Rohlings und dem anschließenden Fräsen der Zahnradgeometrie sind die Getriebeteile aber noch nicht einbaufertig. Zum Angebotsspektrum gehört deshalb auch die Wärmebehandlung der Bauteile sowie Oberflächen-Beschichtungsverfahren. In den Versand kommen die Teile erst dann, wenn sich die Profile innerhalb der strengen Toleranznormen bewegen. Raymond will das Know-how seines Unternehmens in zusätzliche Märkte tragen. "Alle stehen vor der Frage, wie sie die Getriebemotoren am besten mit ihrer Maschine verbinden. Als Systempartner haben wir darauf die passende Antwort." Schließlich kommt es nicht nur darauf an hochwertige Antriebskomponenten zu liefern, sondern auch darauf, dass diese sich praxisgerecht in der Anwendung montieren lassen und anschließend über viele Betriebsjahre zuverlässig und präzise funktionieren.

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