Kompakte Bauform bewältigt problemlos große radiale Kräfte

Im nunmehr realisierten Nabengetriebe nehmen Standard-Rillenkugellager die hohen radialen Lasten auf. Die Bezeichnung dieser Getriebebauart weist schon auf die besonderen Konstruktionsmerkmale hin. Das komplette Getriebe lässt sich in einer schmalen Radnabe unterbringen.

Die Antriebs- und die Abtriebswelle sind bei dieser Getriebebauform koaxial ineinander angeordnet. Die radialen Kräfte werden über die Hohlwelle nahezu mittig zwischen den beiden Kugellagern eingeleitet. Der kleine Abstand zwischen den Kugellagern wirkt sich positiv auf die Biegesteifigkeit der hohlen Abtriebswelle aus, die sich laut Sühling kaum durchbiegt.

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Zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle überträgt ein Planetengetriebe die Drehmomente. Es sorgt für die erforderlichen Übersetzungsverhältnisse der Drehzahlen zwischen Antriebs- und Abtriebsseite. Diese betragen bei den angebauten, elektronisch angesteuerten DC-Motoren des Herstellers Dunkermotoren meist zwischen i=20 und i=30. Aufgrund der nur unwesentlichen Schrägstellung des Planetenträgers läuft das Getriebe sehr geräuscharm.

Um das gesamte Antriebspaket besonders kompakt auszuführen, verbindet ein Kegelradgetriebe den DC-Motor mit der Eingangswelle des Nabengetriebes. „Mit dieser Kombination realisieren wir den kleinsten Bauraum und die höchste Energiedichte“, konstatiert Stefan Tröndle, Product Manager bei Dunkermotoren in Bonndorf, „aus der Kombination unserer bürstenlosen, elektronisch angesteuerten DC-Motoren mit über 90% Wirkungsgrad und den sehr leichtgängigen, verlustarmen Kegelrad- und Planetengetrieben verwirklichen wir für das komplette Antriebssystem einen sehr hohen Wirkungsgrad und somit eine hohe Energieeffizienz. Damit trägt dieses Antriebssystem entscheidend dazu bei, dass die Shuttle-Fahrzeuge besonders wirtschaftlich arbeiten.“

Individuell modular mit integrierter Elektronik

Die Antriebseinheiten werden nach individuellen Forderungen der FTS-Hersteller konfiguriert. Dabei sorgt das beim Motoren- und beim Getriebehersteller bestehende Baukastensystem für kurze Lieferzeiten und wirtschaftliche Investitionen. Aus standardisierten Baustein-Komponenten kombinieren die beiden Antriebshersteller das jeweils bedarfsgerechte Antriebssystem.

Von Dunkermotoren gibt es dafür elektronisch kommutierte DC-Motoren der Baureihe BG. Je nach Ausführung arbeiten diese mit 10 bis 60 V Gleichspannung. Bei 24 V Versorgungsspannung stellen sie auf Dauer 1100 W Antriebsleistung bereit, kurzzeitig erreichen sie bis zu 2600 W. Über die Ausführungen mit integrierter Kommutierung hinaus stehen Varianten mit eingebauter Drehzahlregelung oder mit Positionierelektronik zur Verfügung.

In der eingebauten Elektronik lassen sich beispielsweise komplette Fahrprofile speichern. Zur Datenkommunikation mit übergeordneten Steuerungen sorgen CANopen, Profibus oder EtherCAT. Als modulare Komponenten bietet Dunkermotoren zur jeweiligen Baugröße passende Bremsen. Als Option kann der Motorenhersteller über Software und Motorsteuerung die Funktion Safe-Torque-Off (STO) verwirklichen. Das gewährleistet einen sicheren Betrieb der Antriebe, um in kritischen Situationen Gefahren für Sachen und Personen zu vermeiden.

Die von Framo Morat konzipierten Nabengetriebe basieren auf der Baureihen PS und PL mit nominalen Drehmomenten bis 350 Nm. Die Außenkontur der Abtriebswelle sowie die Drehmomentstütze werden entsprechend den Anforderungen gestaltet, z.B. mit Standardverzahnung für Zahnriemen, kundenspezifischer Welle-Nabe-Verzahnung oder als glatte Welle mit Flanschbohrungen für eine Radfelge.

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