Extrusion 3-2023

28 Antriebstechnik Extrusion 3/2023 Handelsübliches Getriebe (Quelle: Kabel.Consult.Ing) der jeweiligen Welle über Kreuz verschiebbar angeordnet. Über eine mechanisch, elektrisch oder hydraulisch verstellbare Wippe können die Abstände der Scheibenpaare stufenlos eingestellt werden, wodurch sich dann die starre, aber flexible/biegsame Kette beziehungsweise der Keilriemen entsprechend verschiebt. Dadurch ändern sich die wirksamen Übertragungsdurchmesser der Kegelscheibenpaare und damit das Übersetzungsverhältnis. Dieses Prinzip des mechanischen Einstellens/Verstellens des Übersetzungsverhältnisses mit all ihren Vor- und Nachteilen kann man bei einer herkömmlichen Fahrradschaltung beobachten. Elektronisches stufenloses Antriebssystem Ein elektronischer stufenloser Antrieb besteht aus einem Plane- tengetriebe, dessen Sonnenrad von einem Elektromotor und dessen Hohlrad von einem zweiten Elektromotor angetrieben wird, wobei der Abtrieb über die Lagerung der Planetenräder stattfindet. Den elektronischen Teil des Antriebssystems kenn- zeichnet eine Drehmomentausgleichsregelung, die eine spiel-, schlupf- und vibrationsfreie Lasttrum/Lostrum-Verbindung er- möglicht. Das Prinzip des elektronischen Einstellens/Verstellens des Übersetzungsverhältnisses kann man gut bei einer Hochge- schwindigkeitsumwickelanlage aus der Kabel- oder Drahtindu- strie – in Zeitlupe und als drehzahl- und durchmesser- veränderbarer Prozess – beobachten. Dort ist das Kabel oder der Draht das starre, aber flexible/biegsame Element. Alle in der Li- teratur und insbesondere in Automobilforen genannten Nach- teile mechanischer stufenloser Getriebe entfallen auf diese Weise. Die Folge: Es sind keine hohen seitlichen Kräfte aufzu- bringen, es gibt keinen Verschleiß von Kette, Kegelscheiben- paaren und Achsen, da de facto nicht vorhanden, ergo auch keinen Gummibandeffekt beim Beschleunigen/Übersetzungs- wechsel etc. Den ökologischen Fußabdruck einer Anlage optimieren Angesichts eines wachsenden Bewusstseins für Nachhaltigkeit und aufgrund in Zukunft noch steigender Anforderungen, ins- besondere den Klimaschutz betreffend, verwundert es nicht, dass Industrieunternehmen des produzierenden und verarbei- tenden Gewerbes das Optimierungspotenzial ihrer Anlagen in regelmäßigen Abständen in puncto Nachhaltigkeit prüfen müs- sen. Wo aber konkret können sie hierbei ansetzen? Ein elektronisches stufenloses Antriebssystem ist ein erster An- satz und bestens für Anwendungen mit einer großen Varianz geeignet, bei denen unterschiedliche Abtriebsdrehzahlen und -drehmomente auftreten: für Wickelmaschinen, Extruder, Pres- sen (Eilgang/Lastgang/Präzisionsgang), Fördermaschinen (viel Extrusionslinien für Medizinkabel bestehen aus jeweils einer Ab- und einer Aufwickelmaschine (Konstantleistungsantriebe), bei denen auf- grund der sich stetig verändernden Wickel- durchmesser und -drehmomente eine große Varianz gegeben ist; denn Wickelmaschinen haben dieselbe Lastmomentcharakteristik wie Automobile. Dies gilt ebenso für den Extruder- antrieb (Konstantmomentantrieb), bei dem aufgrund unterschiedlicher Scherfestigkeiten und der erforderlichen Temperaturen bei den eingesetzten Kunststoffen eine hohe Varianz gegeben ist. Der Dritte Antrieb mit hoher Varianz ist der Positionierantrieb zur Lage-an-Lager- Wicklung des gefertigten Kabels auf der Spule. Hier ist die Spule am Anfang leer (Minimalgewicht) und am Ende voll gewickelt (Maximalgewicht). Zudem muss das Verhältnis des Trägheits- moments der Positioniermaschine zum Trägheitsmoment des Antriebsmotors berücksichtigt werden, um eine gute Regelung beziehungsweise Steuerung zu gewährleisten, was zwangsweise zu einer Überdimensionierung führt. Außerdem müssen alle An- triebe ein hohes (Losbrech- /Anfahr-)Moment beim Start über- winden und sind daher von Haus aus entsprechend überdimensioniert. Mechanisches stufenloses Getriebe Das mechanische stufenlose Getriebe besteht im Prinzip aus zwei über Kreuz verschiebbaren Kegelscheibenpaaren, die sich auf parallel angeordneten Wellen (An- und Abtriebswelle) be- finden. Sie sind verbunden durch eine starre, aber flexible/bieg- same Kette oder einen Keilriemen. Die Stirnseiten der Kette beziehungsweise des Keilriemens greifen radial formschlüssig oder reibschlüssig in die Kegelscheiben hinein und übertragen auf diese Weise das Drehmoment. Je eine der Scheiben ist auf Mechanisches stufenloses Getriebe (Quelle: Fa. Hako-Lehrmittel, Kusterdingen)