DriveIn - Lenze

Technologie
Teams ohne Grenzen
Wie bei Lenze Innovationen entstehen, Teil 1:
Getriebe- und Servomotorenentwicklung
Wo entsteht die Antriebstechnik von
morgen? Wie arbeiten dort die Ingenieure?
Besuchen wir diesen Ort und
schauen wir den Experten doch einmal
über die Schulter.
In vielen Firmen gibt es Reibungsverluste
zwischen Elektrotechnik- und Maschinenbauingenieuren.
Mechanische
Konstruktion und Elektrokonstruktion
sind noch zu oft getrennt. Nicht so bei
Lenze – hier arbeiten Experten der Servomotoren-
und Getriebeentwicklung
ganz im Sinne der Mechatronik eng mit
Kollegen zusammen, die über elektrotechnische
und regelungstechnische
Fachkompetenz verfügen.
Bereits vor einigen Jahren hat Lenze
begonnen, seine Entwicklungsabteilungen
neu zu strukturieren. Das Ergebnis
ist der Entwicklungsbereich Elektromechanik
– ein wichtiger Schritt auf dem
Weg zum Systemanbieter.
Entwicklung und Fertigung dürfen
nicht weit entfernt voneinander sein,
um optimale Ergebnisse zu erzielen. Die
Entwickler sind bei Lenze nicht isoliert,
sondern Teil des täglichen Lebens in
einem produzierenden Unternehmen.
Gleich neben einer großen Werkhalle, in
der Zahnräder für Getriebe gefertigt
werden, haben sie ihr Reich.
Aber was der Markt wirklich erfordert,
lässt sich nur vor Ort beim Kunden
erfahren. Eine Aufgabe war es zum Beispiel,
eine neue Getriebemotorreihe für
Elektrohängebahnen zu entwickeln. Am
Anfang des Prozesses stand eine gründliche
Recherche. Experten aus Entwicklung
und Vertrieb besuchten gemeinsam
Hersteller und Anwender. Entwickler
müssen das Problem des Kunden
22 DriveIn 18 · 2007
genau verstehen, sonst finden sie nicht
die richtige Lösung.
Schnell waren die Anforderungen
des Kunden definiert: Leise und klein
sollte der Antrieb sein, leicht – damit die
Hängebahn per Hand gut zu verschieben
ist. Unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten
sollten natürlich möglich sein,
und eine bestimmte Nutzlast musste
befördert werden können.
Durch die Markterkundung bekamen
die Entwickler ein klares Bild der
Kundenwünsche und von den Bedingungen
vor Ort in den Produktionsanlagen.
Die Anforderungen betrafen den
Übersetzungsbereich, Leistung, Radialkraft
und Betätigungskraft der Kupplung.
Sobald die Bedingungen genauer
analysiert waren, wurde deutlich, dass
die Antriebsaufgabe nicht durch klassische
Mechanik allein zu lösen war.
Kollegen mit elektrotechnischem und
regelungstechnischem Know-how verstärkten
deshalb das Entwicklungsteam.
Da Elektrohängebahnen fast ausschließlich
über eine Steuereinheit mit
integriertem Frequenzumrichter verfügen,
entwickelte das Team die Lösung,
die Drehzahl feinstufig auf elektronischem
Wege zu regeln. Dadurch konnte
im Getriebe die Zahl der Übersetzungen
verringert werden und es wurde insgesamt
kompakter. Die Übersetzungsvielfalt
sank durch die elektronische Drehzahlsteuerung
von über elf auf vier pro
Getriebebaugröße.
Auch nach der eigentlichen Erfindung
lassen sich durch so genannte inkrementelle
Optimierungen Produkte
nachhaltig verbessern. Die Aufgaben
der Engineeringspezialisten bei Lenze
sind vielfältig. Sie überprüfen Entwicklungsergebnisse
durch Funktionstests,
ermitteln technische Produktmerkmale
sowie Daten für Vermarktungsunterlagen
und untersuchen die Lebensdauer
von Komponenten wie Wälzlagern,
Schmierstoffen, Wellendichtringen und
Magneten. Auch die genaue Analyse
und Beurteilung von Schäden an Komponenten
und Bauteilen gehört zu ihren
Aufgaben.
Ein kontinuierlicher Verbesserungsprozess
hat auch viel mit Fleiß zu tun:
gründliches Auswerten des Wissens,
unermüdliches Testen eines Produkts.
Auf diversen Ständen laufen deshalb im
Versuchsfeld Getriebemotoren im Dauertest.
Wenn es um Mechatronik geht,
stehen im Wesentlichen drei Komponenten
im Mittelpunkt: Getriebe, Motor
und Umrichter. Welcher Umrichter steuert
am besten welchen Getriebemotor?
Wie reagiert das Getriebe auf die
Wärmeentwicklung eines hochdynamischen
Servomotors? Lassen sich Details
verbessern?
Auch die Erfolge dieser kleinen Innovationen
aus dem Versuchsfeld können
sich sehen lassen. So ist es gelungen, die
Nutzungsdauer von Radialwellendichtringen
in Getriebemotoren mehr als zu
verdoppeln. Dadurch sinken die Lebenszykluskosten
für den Anwender. In Servogetriebemotoren
kommen die neuen
Wellendichtringe bereits serienmäßig
zum Einsatz.
Verbessern konnte Lenze auch die
Wartungsfreundlichkeit der Getriebe
durch das Einbringen zusätzlicher Gewindebohrungen.
Das Einfüllen, Kontrollieren
und Ablassen von Öl wird hier-