22.05.2017

Modularer Getriebebaukasten

Planetengetriebe für den automatischen Portier

Zutrittssysteme sind echte Dauerläufer und müssen insbesondere zu Stoßzeiten schnell, leise sowie zuverlässig funktionieren. Eine maßgeschneiderte Antriebslösung für den Einsatz in leistungsfähigen Sensorschleusen setzt auf ein integriertes, dreistufiges Planetengetriebe. Das dahinter stehende modulare System bietet hier Vorteile, die auf vielfältige Weise zum Tragen kommen.


Auf. Zu. Auf. Zu. Bis zu 30 Zyklen in der Minute. Jahr für Jahr. Und dabei schlanke Ausführung, elegantes Design und wenig Grundfläche: Zugangssysteme müssen heute vielseitige Anforderungen erfüllen. Je kompakter die Lösung, umso mehr Systeme lassen sich auf gegebenen Raum installieren, mit entsprechender Steigerung der Kapazität. Geräuscharmut zählt als weiteres wichtiges Kriterium, und das, was an Geräusch unvermeidbar ist, darf nicht als unangenehm empfunden werden. Übersetzt in die technische Anforderung heißt dies: Viel Drehmoment auf engstem Bauraum übertragen, ruhig laufen, hohe Radiallast bändigen.

Modularer Baukasten als Grundlage

Das Unternehmen Royal Boon Edam zählt zu den global führenden Anbietern für Einrichtungen zur Steuerung großer Menschenströme, wie sie an Flughäfen, Bahnhöfen, Hotels, Verwaltungen, in Kliniken oder Bürogebäuden eingesetzt werden. Weil nicht nur die Zahl Besucher und Nutzer, sondern auch die Sicherheitsanforderungen steigen, fällt es Sicherheits- oder Rezeptionspersonal immer schwerer, zu erkennen, wer einen bestimmten Gebäudebereich betreten darf. Moderne Sicherheitsschleusen, die dafür sorgen, dass nur autorisierte Besucher bestimmte Bereiche betreten aber gleichzeitig hohen Personendurchsatz erlauben, werden daher immer mehr nachgefragt. Für ein Projekt von Boon Edam hat der niederländische Getriebehersteller Eltrex Motion in Zusammenarbeit mit Bühler Motor eine passgenaue Lösung auf Basis eines modularen Systembaukasten realisiert. "Der Zeitplan war eng gesteckt", beschreibt Heinz-Gert Hagedorn, Vice President Sales & Engineering Planetary Gears, die Ausgangssituation. "Gesucht war ein Getriebespezialist, der die geforderte Lösung binnen Monaten umsetzen konnte." stellt Heinz-Gert Hagedorn, Vice President Sales & Engineering Planetary Gears, fest. Gemeinsam mit dem langjährigen Partner Bühler Motor und dem Getriebeanbieter IMS Gear ging es ans Werk. "Das modulare System erlaubte es, zeitnah das gesamte mechatronische System mit Motor, Getriebe, Bremse und Steuerung mit unterschiedlichen Untersetzungen und Konfigurationen immer wieder zu testen", erzählt Eric Peeters, Key Account Manager bei Eltrex. Der Endkunde zeigte sich zufrieden.

Hohe Lastanforderungen

In der eintürigen Ausführung des realisierten Systems muss eine schwere Scheibe aus Sicherheitsglas bewegt werden. Das bedeutet in diesem Fall: Schnell beschleunigen und stark abbremsen bei möglichst geringer Geräuschentwicklung. Angesichts der hohen Lastanforderungen wählten die IMS Gear-Ingenieure grundsätzlich das für den Bauraum größtmögliche Planetengetriebe aus dem Baukasten - mit 72mm Durchmesser. In der ersten Stufe, die den wesentlichen Teil der hohen Drehzahl des Elektromotors bei noch geringem Drehmoment untersetzt, kommen Planetenräder aus Kunststoff zum Einsatz - für die wirkungsvolle Reduktion der Geräuschemissionen beim Öffnen und Schließen.

Hybride Werkstoffkombination

IMS Gear besitzt langjährige Erfahrung in der Auswahl des passenden Kunststoffs und der werkstoffadäquaten Verzahnung. In diesem Fall sorgt eine Schrägverzahnung für leisen Lauf und reibungslose Bidirektionalität beim steten Wechsel vom Auf zum Zu und wieder zum Auf. Die zweite und dritte Stufe sind in Metall ausgeführt und gerade verzahnt. Hier liegen geringere Umdrehungsgeschwindigkeiten der Planetenräder und damit tendenziell weniger Geräusch, dafür in der dritten Stufe das volle Drehmoment an. Durch die hybride Werkstoffkombination lassen sich zwei eigentlich konkurrierende Ziele - Geräuscharmut und Übertragung hoher Drehmomente - in einem Getriebe moderieren. Angesichts der schnellen Taktung des Durchgangs und der Qualitätsanforderungen darf die Lagerung kein Spiel aufweisen. In dieser Frage kam es zu umfangreichen Tests diverser Lagerarten mit dem Ergebnis, zwei Kugellager einzusetzen. Die Variabilität des Baukastens auf der Abtriebsseite erlaubt es, kundenspezifisch einen extralangen Flansch anzubringen, so dass sich die Kugellager weit auseinander liegend befinden. So können die Radialkräfte der Glastür auch in der schwersten Ausführung aufgenommen werden, ohne die Getriebe/Motoreinheit zu belasten.

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Schnelle Ableitung von Derivaten

"Der modulare Ansatz hat uns über alle Projektphasen geholfen, den unterschiedlichen Anforderungen des mechatronischen Gesamtsystems gerecht zu werden, weil geänderte Ausführungen immer schnell verfügbar waren", so Peeters. Die Fähigkeit, aus dem Baukasten heraus Derivate zu generieren, lässt sich in dieser Anwendung auf vielfältige Weise umsetzen. So gibt es die Antriebslösung, je nachdem, in welcher konkreten Anwendung sie eingesetzt wird, in unterschiedlichen Untersetzungen, und auch für Ausführungen mit leichterer Glastür. Das modulare System ermöglicht eine kürzere Time-to-Market und wirtschaftliche Vorteile. Der Endkunde setzt die entstandene Lösung auf vielfältige Weise ein. Die Zugangssysteme mit der Technik aus dem IMS-Gear-Baukasten werden bereits in Bank- und Bürogebäuden sowie in öffentlichen Einrichtungen eingesetzt. n

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