Multitalent Zykloidgetriebe

Die Zykloidgetriebe von Nabtesco sind Spezialisten für Präzision, Dynamik und Langlebigkeit – auch dank ihres ausgeklügelten Lagerkonzepts. Die integrierte Hauptlagerung ist extrem belastbar und kann selbst hohe Biegemomente optimal aufnehmen. Das verringert den Konstruktions- und Montageaufwand von Robotern, Maschinen sowie Anlagen enorm und senkt außerdem die Kosten. Ein detaillierter Blick ins Lager gibt Aufschluss.

Nabtesco ist der größte und anerkannteste Hersteller von Zykloidgetrieben. Seit über 35 Jahren versorgt der Getriebespezialist mit Europazentrale in Düsseldorf die Industrie mit richtungsweisenden Antriebslösungen und gilt als wichtiger Wegbereiter für Innovationen. Die präzisen, kompakten und zuverlässigen Getriebesysteme haben sich weltweit millionenfach im Hightech-Bereich bewährt und nehmen in der Automatisierung längst eine Schlüsselrolle ein. Ob präzise Positionierung, flexible Handling- und Bearbeitungsaufgaben oder dynamische Pick-and-Place-Applikation: Überall, wo es auf exaktes Positionieren und absolute Zuverlässigkeit ankommt, sind die leistungsstarken Präzisionsgetriebe erste Wahl. Das Portfolio umfasst hochintegrierbare Einbausätze für die Robotik, anwenderfreundliche Servogetriebe für den Mittelstand, einbaufertige Getriebeeinheiten, robuste Drehtische sowie kompakte Hohlwellengetriebe und wird nahezu allen Anforderungen gerecht.

Doch nicht nur die Produktpalette liefert überzeugende Argumente, auch in puncto Lösungsorientiertheit, Innovationskraft, Kundennähe und Liefertreue spielt Nabtesco in der obersten Liga. Dank vorausschauender, zielgerichteter und nachhaltiger Investitionen in neue Produkte, Standorte und Mitarbeiter hat sich das Unternehmen als starker und verlässlicher Partner erwiesen, der das Wachstum seiner Kunden zuverlässig begleitet. Um der steigenden Nachfrage weiterhin gerecht zu werden, baut Nabtesco seine Fertigungskapazitäten aktuell deutlich aus und errichtet in Hamamatsu, 250 km südwestlich vom Hauptsitz der Nabtesco Corporation in Tokio, ein neues Werk – und verdoppelt damit bis 2026 seine Produktionskraft auf zwei Mio. Präzisionsgetriebe im Jahr.

Vor allem aus der Robotik sind die leistungsstarken Exzentergetriebe nicht mehr wegzudenken – mit einem Marktanteil von 60 % ist Nabtesco hier unangefochtener Weltmarktführer. Aber auch in der Peripherie und zahlreichen weiteren Branchen wie Maschinenbau, Elektromobilität, Medizintechnik, Logistik, Handling oder Verpackungstechnik sind die Präzisionsgetriebe eine ideale Wahl. Die Kraftübertragung über Kurvenscheiben und Rollen sorgt für einen hohen Wirkungsgrad, eine lange Lebensdauer und ein extrem geringes Spiel (Hystereseverlust 0,5 bis max. 1 arcmin). Ihre spezielle Bauweise führt darüber hinaus zu einem exzellenten Verhalten hinsichtlich Dynamik, Belastbarkeit und Laufruhe. Auch bei großen Lasten oder sehr schnellen und abrupten Bewegungen stellen die Getriebe exakt ausgeführte Bewegungen sicher und positionieren hochpräzise. Eine Besonderheit ist die solide Hauptlagerung zur Aufnahme hoher Biegemomente.

Maschinenbauer wählen die Getriebe für ihre Maschine oder Anlage selten nach dem Lagerkonzept aus. Das ist nachvollziehbar, schließlich stehen die technischen Spezifikationen im Fokus. Was dabei oft vergessen wird: Lager sind ebenso funktionskritisch wie funktionsbestimmend. Eigenschaften wie Präzision, Dynamik oder Belastbarkeit werden auch über die jeweilige Lagerlösung definiert. Ein genauerer Blick ist also lohnenswert – zumal es große Unterschiede gibt. So können die Zykloidgetriebe von Nabtesco dank ihrer ausgefeilten Lagerung rund 250 % höhere Biegemomente aufnehmen als herkömmliche Planetengetriebe vergleichbarer Baugröße. Warum das so ist, weiß Daniel Obladen, Head of Sales General Industries bei der Nabtesco Precision Europe GmbH: „In erster Linie hängt das mit der Größe zusammen. Die Lager in unseren Getrieben haben konstruktionsbedingt sehr viel größere Durchmesser als die in Planetengetrieben. Aber auch Bauart, Aufbau und Vorspannung sowie das entsprechende Know-how sind entscheidend.“

Normalerweise erfolgt die Auslegung der Lager allein mit Blick auf die Anforderungen für den Betrieb des Getriebes. Treten hohe Biegemomente auf – zum Beispiel aufgrund eines Hebelarms –, müssen zur Aufnahme dieser Belastungen zusätzliche externe Lagerungen konstruiert und eingebaut werden. Ganz anders bei den Nabtesco-Getrieben. Die Zykloidgetriebe bringen bereits von Haus aus eine starke Hauptlagerung mit und sind daher weit mehr als reine Wandler von Drehzahlen und Drehmomenten. „Unsere Getriebe vereinen zwei Funktionen“, betont Daniel Obladen und erläutert: „Natürlich übertragen und wandeln sie wie alle Getriebe Drehmomente, Drehzahlen, Drehrichtungen sowie Kräfte. Doch das ist längst nicht alles. Durch die solide Lagerung übernehmen sie zudem eine tragende Funktion in der Maschine. Im Getriebe ist also schon ein wichtiges Maschinenelement integriert.“ Auf externe Lagerungen kann damit verzichtet werden. Für den Maschinenbauer hat das entscheidende Vorteile: Der Konstruktionsaufwand ist geringer, die Montage schneller und die Kosten niedriger.

Für die hohe Belastbarkeit sorgen gleich mehrere Faktoren. Zum Einsatz kommen zwei identische große Schrägkugellager, die spiegelbildlich angeordnet sind. Der große Durchmesser ist der zykloiden Bauweise geschuldet und bietet reichlich Platz für eine Vielzahl an Wälzkörpern. Die Rechnung ist einfach: Je mehr Wälzkörper, desto leistungsstärker das Lager. Die Anstellung erfolgt in O-Anordnung, da diese im Vergleich zur X-Anordnung ein größeres Kippmoment aufnehmen kann. Alle Lager werden von Nabtesco selbst zusammengebaut und vorgespannt. Dabei kommt dem Zykloidgetriebespezialisten sein umfangreiches Know-how im Bereich Lagertechnik zugute, dass er über mehrere Jahrzehnte aufgebaut und perfektioniert hat. „Die Kunst ist es, die richtige Balance zwischen einer steifen Lagerung und einem möglichst geringem Grundreibmoment zu finden. Dazu braucht es viel Erfahrung und Expertise“, stellt der Vertriebsleiter klar.

Die Entscheidung für Schrägkugellager mag auf den ersten Blick irritieren – schließlich gelten Schrägrollenlager nicht ohne Grund als Nonplusultra, wenn es um die Aufnahme hoher Biegemomente geht –, ist aber wohldurchdacht. Entscheidend ist die Dynamik. Bei wechselnden Biegemomentsituationen während der Drehung vom Getriebe kann es bei Rollenlagern zu unterschiedlichen Belastungen der einzelnen Rollen kommen. Bedeutet: Die Geschwindigkeit am Innenring ist eine andere als am Außenring. Die Folge: Differentialreibung und daraus resultierend ein relativ schneller Verschleiß. Bei Kugellagern tritt dieser Effekt nicht auf. „Kugeln sind daher aus unserer Sicht die beste Möglichkeit, Reibung und Verschleiß möglichst minimal zu halten. Das garantiert eine optimale Performance sowie eine lange Lebensdauer“, so Daniel Obladen.

Die Hauptlagerung ist in allen gängigen Zykloidgetrieben von Nabtesco integriert. Bei den Einbausätzen der RV-N-Serie sowie den Servogetrieben der innovativen Neco-Serie und den modularen High-Torque-Getrieben NecoHT ist das Unternehmen noch einen Schritt weiter gegangen und hat auf den Lagerinnenring verzichtet. Stattdessen wurde die innere Lauffläche geschliffen. Im Ergebnis ist die Lagerung noch steifer. Daniel Obladen erklärt die Hintergründe: „Wenn es um hohe Steifigkeiten geht, gilt ganz klar das Motto ‚Weniger ist mehr‘. Einfache, intelligente Konstruktionen sind hier eindeutig im Vorteil. Das stellen unsere Serien RV-N und Neco / NecoHT eindrucksvoll unter Beweis. Die Reduzierung der Bauteile resultiert in einer besseren Steifigkeit.“

Ob Handling, Montage, Verpackung oder Palettierung: Wo immer ein Roboter-, Positionier- oder Schwenkarm in vertikaler Drehrichtung die Aufnahme hoher Biegemomente erforderlich macht, sind die Nabtesco-Getriebe in ihrem Element. Auch schwere Lasten meistern sie dank der stabilen Hauptlagerung mühelos. Gerade wenn die Baulänge entscheidend ist, führt an den belastbaren Zykloidgetrieben kein Weg vorbei, denn durch den Verzicht auf externe Lagerungen kann kürzer gebaut werden. Davon profitieren beispielsweise Palettieranwendungen, die so jeden Höhenzentimeter für den vertikalen Hub nutzen können. Übrigens: Roboterhersteller nennen die integrierte Hauptlagerung als eines der Hauptargumente, warum sie sich für Zykloidgetriebe von Nabtesco entschieden haben. Durch die Aufnahme überdurchschnittlich hoher Biegemomente müssen die Roboterarme nicht noch extra mit Lagern gestützt werden. Das erlaubt schlankere Roboterkonstruktionen bei gleichzeitig höchster Präzision, Dynamik, Belastbarkeit und Steifigkeit.

Doch wie wird die Hauptlagerung eigentlich ausgelegt? „Entscheidend ist der Kippwinkel der Abtriebswelle. Je größer dieser ist, umso mehr kippt die Anlage und desto ungenauer wird positioniert. Für eine hohe Positioniergenauigkeit braucht es also einen möglichst kleinen Kippwinkel“, macht Daniel Obladen deutlich. Einfluss auf den Kippwinkel haben unter anderem die anliegende Last, die wirkenden Kräfte sowie Längen von Maschinenelementen, beispielsweise eines Hebelarms. Aufgrund seiner umfassenden Expertise und langjährigen Erfahrung beherrscht Nabtesco die Auslegung perfekt und realisiert für jeden Anwendungsfall die optimale Lösung. Dank ihrer hohen Präzision und Steifigkeit garantieren die Zykloidgetriebe dynamische, punktgenaue Bewegungen und erhöhen so die Wirtschaftlichkeit von Maschinen und Anlagen um ein Vielfaches.

Automatisierung ist der Schlüssel zu mehr Produktivität, Effizienz sowie Flexibilität und sichert so die internationale Wettbewerbsfähigkeit. Zykloidgetriebe spielen dabei eine tragende Rolle – und das gleich im doppelten Sinne. Aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften tragen sie maßgeblich zu Produktivitätssteigerungen sowie Kostensenkungen bei und bringen damit die Fertigungseffizienz auf ein neues Level. Zudem übernehmen sie eine tragende Funktion in Robotern, Maschinen und Anlagen und heben so weitere Ressourcen- und Effizienzpotenziale. Als stabiler und innovativer Partner unterstützt Nabtesco Unternehmen aus Robotik und Maschinenbau mit leistungsstarken, zukunftsfähigen Getriebelösungen und steht ihnen mit hoher Anwendungskompetenz und weltweitem Support zur Seite.