Welches Getriebe passt zu welchem Motor?

In dem stetig wachsenden Motoren Produktportfolio von igus ist auch das passende Zubehör erhältlich. Dazu gehören unter anderem Initiatoren, Kupplungen und selbstverständlich auch Getriebe. Sollte das Datenblatt des Motors für Ihren Anwendungsfall keine Lösung für das benötigte Drehmoment hergeben, könnte ein Getriebe in Kombination mit Schrittmotoren oder EC/BLDC-Motoren die Lösung sein.

Wie Sie das passende Getriebe für den jeweiligen Elektromotor ganz einfach selbst auswählen und berechnen können, erfahren Sie hier in diesem Artikel. Obendrein gibt es einen kleinen Exkurs zur Funktion, dem Aufbau und der Montage des Getriebes. Zum Schluss gibt es noch eine kleine Übersicht der DC-Motoren, bei denen die Schnecken-, Planeten- und Stirnradgetriebe schon fertig montiert sind.

Das passende Getriebe für den Schrittmotor, bzw. den EC/BLDC-Motor

MOT-AN-S-060-035-060-L-A-AAAA — Beispiel eines Datenblattes

Nehmen wir an, dass Sie als Kunde einen elektrischen Antrieb mit der Größe NEMA24 benötigen. Für Ihre Anwendung benötigen Sie ein Drehmoment von 30 Nm und eine Drehzahl von 10 Umdrehungen pro Minute.

Für den ersten Schritt brauchen Sie das Datenblatt des jeweiligen Schrittmotors (siehe Beispiel links). Dieses finden Sie im igus Shop, bei dem entsprechenden Motor unter Downloads.

Kommen wir nun zum zweiten Schritt: Dazu müssen wir kurz erklären, welche Getriebe zur Auswahl stehen. Diese finden Sie auch im Shop.

Zur Auswahl stehen Ihnen momentan mehrere Baugrößen, z.B. das Motorgetriebe mit einem Flansch von 60 mm und 90 mm. In unserem Fall beziehen wir uns auf den 60 mm Flansch, da wir einen Schrittmotor NEMA24 brauchen. Auf der Produktdetailseite finden Sie nun ein Dropdown-Menü mit den unterschiedlichen Untersetzungen, die igus aktuell anbietet. Um weitere Informationen zu erhalten, laden Sie sich bitte das Datenblatt herunter.

Das richtige Untersetzungsverhältnis ermitteln

Im dritten Schritt schauen Sie sich das Datenblatt und die verschiedenen Variationen der Untersetzungsgetriebe an. Im Kopf können Sie schnell überschlagen, dass hier das Getriebe mit einer 10ger Untersetzung das Richtige sein muss. Überprüfen wir es:

Das Drehmoment auf der Abtriebsseite ergibt sich aus dem Nenndrehmoment des Motors, multipliziert mit dem Untersetzungsverhältnis (Nenndrehmoment Motor × Untersetzungsverhältnis = Drehmoment Abtriebsseite):

3,1 Nm x 10 = 31 Nm

Da Getriebeverluste auftreten, wird zusätzlich der Wirkungsgrad berücksichtigt. Dieser wird mit dem Drehmoment antriebsseitig multipliziert (Drehmoment abtriebsseitig x Wirkungsgrad = tatsächliches Drehmoment)

31 Nm x 98 % = 30,38 Nm

Die Drehzahl auf der Abtriebsseite ergibt sich nun aus der Drehzahl des Motors, geteilt durch das Untersetzungsverhältnis (Drehzahl Abtriebsseite = Drehzahl Motor / Untersetzungsverhältnis):

100 1/min : 10 = 10 1/min

Das Ergebnis

Somit ergibt sich, dass der Schrittmotor NEMA24 mit dem 10i Getriebe der richtige für uns ist. Dabei haben wir aus dem Datenblatt den Wirkungsgrad mit einbezogen und haben auch herausgelesen, dass wir das Nennabtriebsdrehmoment unterschritten haben und nicht in das Not-Aus-Moment reinrutschen. Also passt unsere Auslegung.

Sollten Sie Interesse an einem EC/BLDC-Motor haben, ist es genau dasselbe Prozedere.

Doch der Weg zu unserem Ziel kann ganz einfach mit unserem Tool „drylin Motor Experte“, kurz DMX, abgekürzt werden. In diesem Tool können Sie das Drehmoment (0,01 Nm bis 44 Nm), die Drehzahl (1 rpm bis 3000 rpm) und die Einschaltdauer (1 % bis 100 %) auswählen. Dort bekommen Sie alle möglichen Variationen mit der Auslastung angezeigt.

Dennoch gibt es Situationen, in denen der passende Motor mit dem richtigen Getriebe nicht angezeigt werden oder Ihnen die Informationen nicht genügen. Ein Beispiel dazu, der unflexible Bauraum, in dem nur eine NEMA-Größe reinpasst. Hier kommt die altbewährte Methode zum Einsatz: Datenblatt mit der Kennlinie des gewünschten Motors und rechnen, wie oben detailliert beschrieben.

Exkurs: Funktion, Aufbau und Montage eines Getriebes

Die igus-Getriebe sind für alle Schrittmotoren und EC/BLDC-Motoren, mit den richtigen Anschraubmaßen verwendbar. Wir als Unternehmen haben die Vorgabe an die Getriebe, dass wir eine kompakte Bauweise und eine Übertragung von hohen Drehmomenten haben wollen, somit sind alle unsere Getriebe Planetengetriebe. Sollten Sie Motor und Getriebe in Kombination bei uns einkaufen, werden diese vorab in unserer Fabrik für Sie montiert.

So funktioniert die Montage des Getriebes

Bei der Montage ist auf die Verschraubungsmaße zu achten. Um hier nicht das falsche Getriebe für den entsprechenden Motor zu nehmen, ist bei der Beschreibung der Planetengetriebe die richtige Motorbaugröße notiert.

Die beiden Bauteile werden dann mit Schrauben verheiratet (siehe 1). Dann müssen Sie noch die Welle des Motors mit dem Getriebe verbinden (siehe 2). Dafür muss die Kappe an der Seite des Getriebes abgenommen werden (siehe 3). Wenn dies geschehen ist, wird die Welle des Motors mit dem Getriebe durch eine Schraube am Getriebeeingang fixiert. Dabei muss auf das Drehmoment geachtet werden, dass bei jedem unterschiedlich ist.

Das war's! Sie haben es geschafft. Bei einer Demontage ist der Vorgang rückwärts durchzuführen.

Getriebe von DC-Motoren

Bei den DC-Motoren hat igus bisher festmontierte Planeten-, Stirnrad- und Schneckenradgetriebe. Diese sind in verschiedensten Konfigurationen erhältlich sowie in unterschiedlichen Drehzahlen, Nenndrehmomenten und natürlich Anlaufdrehmomenten.

Die DC-Motoren haben im Standard eine Schutzart von IP20 – IP30. Das heißt, sie verfügen über einen Schutz gegen Eindringen von Fremdkörpern. Um einen noch besseren Schutz liefern zu können, führt igus noch Protect DC-Motoren im Portfolio, diese haben eine Schutzart von IP40, somit sind sie resistent gegen das Eindringen von kleinem Fremdkörper, z.B. Staub, der größer als 1 mm ist.