Kompakt, stark und robust

Mit Sonderplanetengetriebe durch dick und dünn

Bei der Entwicklung von Maschinen für das Bauhandwerk steht der Schutz gegen Nässe, Schmutz, Kälte und Fehlbedienung an oberster Stelle. Im Rahmen der Weiterentwicklung des Antriebes einer Betonkernbohrmaschine hat die Firma GSC Schwörer diese Anforderungen mit berücksichtigt.

Als Antrieb sollte ein Zweitaktmotor mit einer Nenndrehzahl von 7500 U/min und einer Leistung von 2,8 kW zum Einsatz kommen. Die Drehrichtung der Bohrkrone musste der Drehrichtung des Benzinmotors entsprechen. Für verschiedene Anwendungen wurden drei unterschiedliche Übersetzungen von i = 13, 25 und 70 benötigt. Eine weitere Erhöhung der Gesamtübersetzung auf i=140 war bei der Konstruktion des Getriebes zu berücksichtigen.

Nachdem der Anforderungskatalog festgeschrieben war, konnte die Firma GSC Schwörer in Eisenbach als Spezialist im Bereich Sonderplanetengetriebe ihr technisches Knowhow in die Konstruktion und Fertigung des Getriebes einbringen. Ausgehend von dem erforderlichem Abtriebsdrehmoment von 200 Nm wurde ein zweistufiges Planetengetriebe als beste technische Lösung gewählt. Durch die Kraftaufteilung auf drei Planetenräder können beim Planetengetriebe sehr hohe Drehmomente in einem vergleichsweise geringen Bauraum übertragen werden. Speziell in der vorliegenden Anwendung zeigt sich der große Vorteil, dass Planetengetriebe, unabhängig von der Übersetzung, keine Drehrichtungsumkehr aufweisen. Die Anbindung des Zweitakt-motors an das Getriebe erfolgt über einen gewichtsoptimierten Aluminiumflansch der gleichzeitig als Aufnahme für das Bohrstativ dient. Eine elastische Kupplung zwischen Zweitaktmotor und Getriebe reduziert die Übertragung von Vibrationen auf den Antrieb. Die sehr hohe Eingangsdrehzahl von über 7000 U/min schließt die Verwendung einer einfachen Gleit-lagerung bei den Planetenrädern aus. Hier kommt eine hochwertige Nadellagerung zum Einsatz. Die doppelt gelagerte Abtriebswelle hat zur Aufnahme des Kernbohrers eine robuste Kerb-verzahnung. Durch die Abtriebswelle wird das Spülwasser für den Kernbohrer geleitet. Hierzu erhält der abnehmbare Getriebekopf einen Anschluss für die Wasserzuführung. Spezielle Radial-wellendichtungen dichten das Getriebe gegen Schmutz und Wasser ab und garantieren einen langjährigen Einsatz unter härtesten Umgebungsbedingungen.

Mit der Entwicklung eines zweistufigen Sonderplanetengetriebes konnten alle Anforderungen bezüglich der Kompaktheit und der Robustheit bestmöglich erfüllt werden. Ferner wurde die Anbindung an den vorgegebenen Motor und die restlichen Bauteile des Bohrgerätes optimal gelöst. Der Zugriff auf Komponenten von langjährig bewährten Seriengetrieben erleichterte die zügige Markteinführung. Das Räumen der Innenverzahnung mit vorhandenen Werkzeugen ermöglicht eine kostengünstige Fertigung der Getriebe.

Elektromobil durch einbaufertiges Antriebssystem

Während bei Elektroautos die begrenzte Reichweite weiterhin ein Problem darstellt, ist dieser Aspekt bei anderen Elektrofahrzeugen zu vernachlässigen.  Bei vielen  Anwendungen müssen keine großen Entfernungen zurückgelegt werden. Der Nutzer bewegt sich oft im Bereich von wenigen hundert Metern.

Die Vorzüge von batteriebetriebenen Fahrzeugen liegen hier eindeutig im Bereich der Emissionsfreiheit und des nahezu lautlosen Betriebes.
Ein Großteil der Transportfahrten sind durch kurze Fahrtstrecken und langen Haltezeiten gekennzeichnet. Hier hat das Elektromobil den großen Vorteil, dass das Fahrzeug bei Stillstand  völlig geräuschlos ist und keine Energie benötigt.

Alle diese Vorteile kommen vor allem bei Anwendungen  wie fahrerlosen Transport-fahrzeugen, Reinigungsmaschinen oder Elektroschleppern voll zur Geltung. Aber auch im Fun- und Freizeitbereich bietet sich der umweltschonende Elektroantrieb als Alternative zum Verbrennungsmotor an.
Speziell für diese kleineren Fahrzeuge hat die Firma GSC Schwörer eine einbaufertige kompakte Motorgetriebe-Einheit entwickelt. Als Antrieb dient ein 750 Watt Gleichstrommotor im Spannungsbereich von 12 bis 48 V. Durch den Einsatz eines Planetengetriebes wird eine besonders kompakte und somit leichte Bauweise erzielt. In der einstufigen Ausführung wird eine Untersetzung von maximal i=13 erreicht, die bei einem Raddurchmesser von 320 mm eine  Geschwindigkeit von 15 km/h ergibt. Werden größere Untersetzungen benötigt, so wird das Planetengetriebe  zweistufig ausgeführt. Untersetzungen bis i = 91 sind realisierbar. Dies ist für Anwendungen interessant, bei denen hohe Zugkräften bei geringen Geschwindigkeiten gefordert werden. Typische Anwendungen sind Elektroschlepper oder Elektrodumper. Die Abtriebslagerung  ist auf die maximal zulässige Traglast des Rades von 250 kg abgestimmt. Somit ergibt sich eine zulässige Achslast von 500 kg. Es besteht die Möglichkeit die Motorgetriebeeinheit direkt, oder über einen individuell angepassten Montagewinkel anzuschrauben. Als Sicherheits- und Feststellbremse dient eine optional erhältliche Motorbremse.
Als Ansteuerung des Motors bietet sich ein 4Q-Regler an. Werden zwei Antriebe auf einer Achse angeordnet, empfiehlt es sich, die Motoren in Serie zu schalten. Dabei ergibt es sich, dass bei Kurvenfahrt die unterschiedlichen Drehzahlen selbstständig ausgeglichen werden. Ein aufwändiges Differentialgetriebe kann entfallen.

Kompakt, stark und leise

Sonderplanetengetriebe schenken Lebensfreude

Personen die einen Rollstuhl benötigen, können durch einen akkubetriebenen Zusatzantrieb eine  erhebliche Verbesserung der Lebensqualität erfahren. 
Viele Rollstuhlfahrer kommen in der Regel ohne zusätzliche Unterstützung aus. Sind jedoch große Steigungen oder weite Strecken zu bewältigen, so hilft ein elektrischer Zusatzantrieb diese Grenzen zu überwinden. Für diese nachrüstbaren Antriebe bietet sich ein integrierter Radnabenmotor mit Planetengetriebe an.

Bei der Entwicklung müssen verschiedene Randbedingungen berücksichtigt werden. Als zentrale Anforderung, muss der Antrieb das  geforderte Abtriebsdrehmoment von 80 Nm aufnehmen und eine Lebensdauer von mindestens 3000 Betriebsstunden erfüllen. Das Zerlegen und Verladen des Rollstuhls in ein Kraftfahrzeug bedingt ein möglichst geringes Gesamtgewicht. Die Reduzierung des Geräusches auf ein Minimum
ist eine weitere unabdingbare Forderung an einen modernen Antrieb. Um eine angemessene Reichweite zu erzielen, sollte der  Getriebewirkungsgrad nicht unter 90% liegen. Durch die Verwendung  eines zweistufigen Planetengetriebes mit der Gesamtübersetzung von i= 27,3 können diese hohen Anforderungen exakt erfüllt werden. Die sehr kompakte Getriebeeinheit ist optimal an den vorhandenen Sondermotor angepasst. Neben den Zahnrädern, nimmt das Gehäuse auch die Kugellager für die Radlagerung auf. Die erste Planetenstufe ist mit drei Kunststoff-Planetenrädern bestückt.
Dies führt zu einer Aufteilung des Eingangsdrehmomentes und somit zu einer äußerst kompakten Bauweise. Der Einsatz von Kunststoffrädern in der ersten Getriebestufe ergibt zudem ein sehr günstiges Geräuschverhalten. Zur Aufnahme der hohen Kräfte in der Abtriebsstufe werden nadelgelagerte Planetenräder aus einsatzgehärtetem Stahl verwendet. Die Zahnflanken dieser Räder werden aus Geräuschgründen nach dem Härteprozess zusätzlich gehont. Die Wartungsfreiheit des Getriebes wird durch eine Lebensdauerschmierung mit hochwertigem Fett gesichert.

Zusammenfassung

Das vorgestellte Getriebe demonstriert die Vorteile eines speziell auf die Kundenbedürfnisse optimierten Getriebes gegenüber den am Markt gängigen Standardlösungen. Nur durch die konsequente Integration von verschiedenen Funktionen konnte ein derart kompakter Antrieb realisiert werden.

GSC erhält Rezertifizierung DIN EN ISO 9001:2008

Im Zuge der konsequenten Weiterentwicklung und des permanenten Ausbaus unserer Qualitätsaktivitäten und Standards hat die GSC Schwörer GmbH im Mai erfolgreich die Rezertifizierung des bereits seit 1997 eingeführten Qualitätsmanagement-Systems nach DIN EN ISO 9001:2008 erreicht. Ein gleich bleibend hohes Qualitätsniveau bei unseren Produkten und Prozessen ist somit weiterhin der Garant für die Zufriedenheit unserer Kunden und die Leistungsfähigkeit unserer Produkte.

Das aktuelle Zertifikat zum Download finden Sie hier.