06.10.2017

Software für applikationsgerechte Antriebsstränge

Antriebsauslegung mit Kupplung und System

Versatz ausgleichen, Drehmomentstöße und Vibrationen dämpfen sowie kompensieren, Beschleunigungsmomente spielfrei und torsionssteif übertragen, An- und Abtrieb voneinander trennen und so vor Überlastschäden schützen - das sind die Aufgaben von Kupplungen in servotechnischen Antriebssträngen. Software-Lösungen mit umfassenden Kupplungsdatenbanken erlauben es, Antriebsstränge ganzheitlich zu betrachten, auszulegen und zu dokumentieren. Das bedeutet in vielen Fällen Arbeitserleichterung und Zeitersparnis.


Die Kupplungsdatenbank erlaubt es erstmals, Antriebsstränge per Software auszulegen.
Bild: Wittenstein Alpha GmbH

Für Konstrukteure bedeutet die Integration von Metallbalg-, Elastomer- und Sicherheitskupplungen in den Software-Auslegungsprozess Arbeitserleichterung und Zeitersparnis. Sie können komplette Antriebsstränge von der Applikation und deren Bewegungsprofil über die Kupplung, das Getriebe und den Motor durchgängig ohne Technologie- und Medienbruch berechnen. Das Denken in kompletten mechatronischen Antriebssystemen, wie es Wittenstein Alpha anbietet, hilft aber nicht nur der eigentlichen Applikation, sondern auch der damit einhergehenden Administration. Durchgängig konfigurierte und aus einer Hand bezogene antriebstechnische Komplettsysteme - so belegen Beispielrechnungen - können in Konstruktion, Beschaffung, Logistik und kaufmännischer Verwaltung eine Zeit- und Aufwandsreduzierung erzielen, die umgerechnet bis zu 80 Prozent des eigentlichen Warenwertes der betreffenden Nebenkomponente betragen kann.

Durchgängige Auslegung

Die in elf europäischen und asiatischen Sprachen nutzbare Software Cymex 5 von Wittenstein Alpha ist ein multifunktionales Tool für die applikationsgerechte, sichere und wirtschaftliche Auslegung von Antriebssträngen. Das Programm besitzt eine intuitive Bedienoberfläche mit individuell gestaltbarem Look&Feel. Es verfügt über eine Funktion, die Downsizingpotenziale erkennt und so im gesamten Antriebsstrang für hohe Energieeffizienz und Leistungsdichte sorgt. Ausgehend vom Bewegungsprofil, vom Lastfall oder von der Mechanik stehen dem Nutzer verschiedene Einstiegsmöglichkeiten in die Software zur Verfügung. Hierfür können die gängigsten Basisapplikationen von Antrieben sowie die am häufigsten anzutreffenden Kinematiken und Maschinenmechanismen direkt angeklickt werden. Im weiteren Verlauf der Auslegung haben Anwender innerhalb eines Projektes die Möglichkeit, gleichzeitig beliebig viele Auslegungsalternativen zu definieren, zu analysieren, zu bewerten und zu vergleichen. Hierzu greift die Software auf ca. 14.000 Motorvarianten von über 50 Herstellern, mehr als 8.000 verschiedene Getriebe und über 200 Kombinationen von Linearsystemen zu. Mit dem Release 2.2 hat das Unternehmen nicht nur die Deltagetriebe-Baureihe DP+, die Servoaktuator-Plattform Premo und eine automatische Online-Update-Funktion in das Tool integriert, sondern auch eine umfassende Kupplungsdatenbank. Sie erlaubt es, Antriebsstränge per Software ganzheitlich ohne Technologie- und Medienbruch auszulegen.

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In wenigen Schritten zur passenden Kupplung

Die Kupplungsdatenbank ermöglicht den Zugriff auf das breite Portfolio von Metallbalg-, Elastomer- und Sicherheitskupplungen in unterschiedlichen Standard- und korrosionsbeständigen Materialien, Bohrungs- und Baugeometrien sowie Eigenschaften. Hilfreich bei der Auswahl der idealen Kupplungslösung ist ein bedienfreundliches Schnellauslegungstool. Als Berechnungsgrundlagen dienen - neben der eigentlichen Kupplungsfunktion - der Durchmesser der Getriebewelle, die Umdrehungen pro Minute sowie der Stoß- und der Temperaturfaktor. Basierend auf diesen Werten identifiziert das Tool die Kupplung, die in ihrer kompaktesten Ausführung die Anforderungen am besten erfüllt. Zudem können weitere Produktvorschläge als technische Alternativen angezeigt oder durch Veränderung der Eingabewerte simuliert werden. Ist die Auswahl erfolgt und in das aktuelle Auslegungsprojekt übernommen, erstellt die Software u.a. ein Produktdatenblatt der Kupplung, eine Bedienungsanleitung sowie eine Berechnungsdokumentation im Zusammenhang mit der kompletten antriebstechnischen Gesamtlösung.

Übertragen, kompensieren, schützen

Die Kupplungsdatenbank bietet für jeden Antriebsstrang die applikationsgerechte Lösung. Die in ihrer Massenträgheit und Baugröße angepassten Metallbalgkupplungen eignen sich für die exakte, kraftschlüssige, spielfreie und torsionssteife Übertragung von Beschleunigungs- und von Bremsmomenten von einem Getriebe auf eine Lastwelle. Sie gleichen axiale, angulare und laterale Wellenverlagerungen aus, die sich u.a. aus Toleranz- und Fluchtfehlern sowie aus thermischen Veränderungen ergeben. Geht es darum, Drehmomentstöße und Vibrationen im gesamten Antriebsstrang zu dämpfen und gleichzeitig eine hohe Laufruhe und gute Rundlaufeigenschaften zu erzielen, identifiziert die Software aus einer Vielzahl steckbarer Elastomerkupplungen die richtige Produktvariante. Die Kupplungen zeichnen sich durch hohe Rundlaufgenauigkeit selbst bei hohen Drehzahlen aus und fangen - bei gleichzeitigem Ausgleich eines eventuellen Versatzes - Drehmomentstöße beim Anfahren und Bremsen sowie von Verschleiß verursachte Vibrationen auf. Sicherheitskupplungen werden insbesondere in Antriebssträngen mit hohen Drehzahlen, Massen und damit hoher kinetischer Energie als Verschleiß- und Überlastschutz für Antrieb und Maschine eingesetzt. Ihr rein mechanischer und TÜV-zertifizierter Schaltmechanismus gewährleistet eine präzise und wiederholgenaue Drehmomentbegrenzung und Abschaltung im Falle einer auftretenden Überlast. Die Ausrastmomente lassen sich über die Software ebenso auslegen wie die Drehwinkel für das Wiedereinrasten der Kupplung unmittelbar nach dem Abfall der Überlast. In die ganzheitliche Auslegung integriert, bieten Metallbalg-, Elastomer- und Sicherheitskupplungen in jedem Antriebsstrang hohe Performance bei leistungsgerechter Dimensionierung.

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