Für den Rotationsarm eines digitalen Röntgengerätes benötigte VDL Konings einen besonders präzisen und überlastfähigen Antrieb. Das Trochoidgetriebe RV-80E von Nabtesco wurde für diese Applikation zusätzlich mit einer geräuschreduzierten Vorstufe versehen.
Die niederländische VDL Konings, Swalmen, hat sich auf die Entwicklung und Produktion von mittleren und großen Komponenten für die Medizintechnik spezialisiert. Ein solches Bauteil im Kundenauftrag ist der rund 2,5 m lange gusseiserne Rotationsarm eines Röntgengerätes. Der Arm mit mittiger Rotationsachse dreht über zwei justierbare Ausleger das Röntgenröhren- und Kollimatormodul sowie den gegenüberliegenden Bildverstärker um den Patienten herum, so dass eine exakte Bildfolge aufgenommen werden kann. Damit diese die zu Diagnosezwecken gewünschte hohe Qualität aufweist, muss der Rotationsarm mit äußerster Präzision geführt werden, insbesondere dann, wenn aus der Bildserie eine Computertomographie erstellt werden soll.
Im wahrsten Sinne Dreh- und Angelpunkt des Rotationsarms ist das Getriebe an der Rotationsachse. Neben einer sehr hohen Präzision – bei digital ausgewerteten bildgebenden Verfahren wie Röntgen-, Kernspin- oder Ultraschalluntersuchungen liegt die benötigte Genauigkeit oft im Mikrometerbereich – muss das Getriebe auch kompakt konstruiert sein und hohe Sicherheitsreserven im Fall einer Betriebsstörung bieten. „Das Getriebe, das wir suchten, sollte Drehungen des Rotationsarms von –190 Grad bis +190 Grad bei einer Übersetzung von 1/158 realisieren und dabei maximal ein Spiel von 0,05 Grad aufweisen“, erläutert Roel Driessens, Einkaufsleiter bei VDL Konings. Aufgrund dieser Anforderungen entschied sich das Unternehmen für Trochoidgetriebe der Serie RV-E von Nabtesco Precision Europe GmbH, Düsseldorf.
Mit einem Hystereseverlust von weit unter einer Winkelminute erzielen die Trochoidgetriebe von Nabtesco Positionierungsgenauigkeiten, die weit über dem Durchschnitt liegen. Da die Getriebe zudem konstruktionsbedingt sehr kompakt und mit einem Not-Aus-Drehmoment bis zum Fünffachen des Nennmoments auch im Fehlerfall sehr sicher sind, werden die RV-Getriebe schon in vielen medizintechnischen Produkten eingesetzt.
Die RV-Reduziergetriebe übertragen die Kräfte wälzend über Rollen. Dies ermöglicht einen hohen Wirkungsgrad, eine lange Lebensdauer und ein extrem geringes Verdrehspiel. Die rollende Reibung aller an der Kraftübertragung beteiligten Elemente gewährleistet außerdem ein sehr geringes Losbrechmoment. Das bei den RV-Getrieben von Nabtesco verwendete zweistufige Untersetzungsprinzip (zwischen Antrieb und Stirnrädern sowie durch die Kurvenscheibe) reduziert die Vibrationen sowie die Massenträgheit und lässt größere Untersetzungen zu. Der nahezu 100-%-ige Kontakt innerhalb der Trochoiden-Bolzen-Konstruktion und die gleichmäßige Kraftverteilung innerhalb des Getriebes erlauben zudem eine hohe Belastung.
Die an den Drehachsen der Rotationsarme eingesetzten Getriebe sind Trochoidgetriebe vom Typ RV-80E. Dieses hoch untersetzende Präzisionsbauteil erzielt ein Nennmoment von 784 Nm und ein Not-Aus-Moment von bis zu 3920 Nm – ist also auch im Fehlerfall sehr sicher für Patient und Bedienpersonal. Da der Patient mit dem Kopf relativ nah am Getriebe liegt, ist ein möglichst leiser Betrieb des Getriebes wichtig. Daher statteten die Ingenieure von Nabtesco auf Kundenwunsch das RV-80E in der ersten Getriebestufe mit geschliffenen Zahnrädern als „Low-Noise“-Variante aus.
Fast ebenso wichtig wie die Leistungsdaten des Getriebes sind für den niederländischen Hersteller die Beratung und der Service von Nabtesco. „Wir haben mittlerweile mehr als 350 Systeme mit diesem Getriebe ausgeliefert, und unser Kunde und wir sind nach wie vor mit der Leistung und Qualität der Getriebe sehr zufrieden“, betont Roel Driessens.
Die Getriebe werden vor allem bei Applikationen eingesetzt, bei denen schnelle und genaue Positionierbewegungen mit hohen Traglasten ohne Nachschwingen realisiert werden sollen. Da dies in den verschiedensten Anwendungen und Maschinen der Fall sein kann, bietet der Getriebespezialist eine große Auswahl an Voll- und Hohlwellen-Getrieben an. Optionale Vorschaltgetriebe ermöglichen zudem die rechtwinklige Montage von Motoren wie auch größere Untersetzungen als die bereits werksseitig angebotenen von bis zu i=300. Dies könne bei anderen Getrieben nur über mehrere Planetenstufen realisiert werden.
Die Serie RV-E kombiniert die RV-Getriebe mit großen integrierten Schrägkugellagern. Sie dienen zur Aufnahme der äußeren Kräfte und Momente und machen eine zusätzliche externe Lagerung überflüssig. Dadurch entstehen Präzisionsgetriebe in kompakter Bauform mit extremer Steifigkeit und langem konstanten Betriebsverhalten. Die Baureihe RV-C zeichnet sich durch die gleichen Qualitätsmerkmale aus. Zusätzlich verfügen die Getriebe jedoch über eine großzügig bemessene Hohlwelle, die es ermöglicht, Versorgungs- und Datenkabel, Leitungen oder Laser durch das Getriebe zu führen.
Silke Irina Nellen Journalistin in Handeloh
Ihr Stichwort
- Präzisionskomponenten
- Trochoidgetriebe
- Genauigkeit im Mikrometerbereich
- Einbaufertige Getriebeköpfe
Einbaufertige Getriebeköpfe
Präzisionsgetriebe vom Typ RV-80E erzielen Nennmomente von 784 Nm und Not-Aus-Momente von bis zu 3920 Nm. Basierend auf der RV-Serie bietet Nabtesco zusätzlich die RD-Serie an. Diese komplett einbaufertigen Getriebeköpfe sind bereits mit Schmierstoff befüllt, geschlossen und hermetisch abgedichtet. Dadurch sollen sie sich nicht nur einfacher einbauen, sondern auch hygienischer und leichter warten lassen. Die einbaufertigen Getriebeköpfe sind mit und ohne Hohlwelle im Programm. An den motorseitigen Flansch ist ab Werk zudem ein Adapter für die gängigsten Servomotoren anmontiert. Die groß dimensionierte Hohlwelle erlaubt es außerdem, die Kabel innen durch das Getriebe zu führen. Zwei integrierte Schrägkugellager machen eine bauseitige Lagerung überflüssig, was die Konstruktionszeit verringert.
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