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Getriebemotoren finden in Produktion und Industrie vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Ob es sich um Presswerke im Automobilbau, Gepäckbänder am Flughafen oder Rolltore in Fabrikhallen handelt – ohne die leistungsstarken Motoren bewegt sich nichts. Erfahren Sie in unserem Ratgeber, welche Arten von Getrieben verwendet werden und was Sie beim Kauf eines Getriebemotors beachten sollten.
Bei einem Getriebemotor handelt es sich – wie der Name bereits andeutet – um eine Kombination aus einem Motor und einem Getriebe, die eine kompakte Einheit bilden. Ein solcher Motor kann entweder mit AC-Motoren oder DC-Motoren realisiert werden. In den meisten Fällen ist die Steigerung des Drehmoments das Ziel einer Kombination aus Elektromotor und Getriebe. Dabei wird durch den Einsatz des Getriebes die Drehzahl des Elektromotors abgesenkt und das zu übertragende Drehmoment erhöht. Das anliegende Drehmoment und die Bauart des Getriebes sind letztlich entscheidend dafür, welche Leistung der Getriebemotor erbringt und ob er sich für schwere oder nur leichte Lasten eignet. Bei Elektromotoren mit angeflanschtem Getriebe werden unterschiedliche Getriebearten verwendet. Dazu gehören Kegelradgetriebe, Planetengetriebe, Stirnradgetriebe und Schneckengetriebe.
Die Einsatzgebiete von Getriebemotoren sind vielfältig: Motoren dieser Art werden immer dann eingesetzt, wenn ein benötigtes Drehmoment durch einen Elektromotor unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nur noch schwer realisierbar ist.
Durch ihre kompakte Bauweise sind die Motoren sowohl in Fahrzeugen als auch in Produktionsanlagen verwendbar. Sie treiben beispielsweise Förderbänder und Rolltore an und als Getriebe-Servomotor sind sie selbst für hochdynamische Anwendungsbereiche wie die Robotik geeignet. Eine moderne Produktion oder Logistik wäre ohne die Leistung der effektiven Motoren schlicht unmöglich.
Das Kegelradgetriebe wird auch Winkelgetriebe genannt, da bei dieser Bauart An- und Abtriebswelle häufig in einem 90°-Winkel zueinander stehen. Andere Winkel sind ebenfalls möglich.
Bestandteile eines Kegelradgetriebes sind das Tellerrad und das Kegelritzel. Ein solches Getriebe wird immer dann mit einem Motor kombiniert, wenn ein hohes Drehmoment übertragen werden soll.
Ein Planetengetriebe besteht aus einem mittig angebrachten Sonnenrad, um das die Planetenräder angeordnet sind.
Umgeben werden die Zahnräder von einem sogenannten Hohlrad.
Planetengetriebe können besonders platzsparend konstruiert werden und besitzen eine hohe Steifigkeit sowie einen hohen Wirkungsgrad.
Dank des geringen Verdrehspiels sind Elektromotoren mit Planetengetriebe bestens für Aufgaben geeignet, die viel Präzision erfordern.
In Kombination mit einem Servo-Motor ist eine hohe Leistung bei besonders dynamischen Anwendungen problemlos möglich.
Bei einem Stirnradgetriebe sind die Stirnräder auf parallel zueinander liegenden Achsen angebracht. Befinden sich mehrere Stirnräder hintereinander, spricht man von einer Räderkette.
Dabei treibt ein Zahnrad immer das nachfolgende Rad an. Gleichstrom-Getriebemotoren mit Stirnradgetriebe zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad, ein geringes Verdrehspiel und ein geringes Laufgeräusch aus.
Ein Stirnradgetriebe eignet sich zudem auch für hohe Drehzahlen und die Übertragung von hohen Drehmomenten.
Die Bestandteile eines Schneckengetriebes sind die Schnecke und das Schneckenrad. Die Schnecke verfügt über ein Profil, das einem Gewinde ähnelt.
Durch eine Drehbewegung der Welle schraubt sich die Schnecke quasi über die Zähne des Schneckenrades, das für den Antrieb sorgt. Ein Schneckengetriebe ermöglicht auch hohe Übersetzungen in einer Getriebestufe.
Bei Elektromotoren ist zwischen AC- und DC-Getriebemotoren zu unterscheiden. Ein mit Wechselstrom (AC) betriebener Motor hat den Vorteil, dass Beschleunigung und Geschwindigkeit der Motor-Drehachse individuell gesteuert werden können. Darüber hinaus lässt sich bei einem AC-Motor eine Drehmomentbegrenzung einstellen. Beim Start des Elektromotors ist zudem weniger Energie nötig als bei einem Gleichstrommotor.
Ein Gleichstrommotor kann dafür mit einer linearen Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie punkten. Er verfügt über ein hohes Anlaufmoment und kann mit hoher Geschwindigkeit starten, anhalten oder beschleunigen. Die Steuerung der Drehzahl ist in einem breiten Bereich möglich.
Bei der Auswahl des passenden Motors gilt es einige wichtige Punkte zu beachten. Eine grundlegende Entscheidung ist, ob Sie einen AC- oder einen DC-Getriebemotor verwenden möchten.
Es sollten vor dem Kauf Berechnungen vorliegen, welches Drehmoment benötigt wird. Weitere wichtige Parameter sind Drehzahl, Leistung, Nennspannung und Nennstrom. Von besonderer Relevanz ist darüber hinaus der Durchmesser der Antriebswelle.
Eine optimale Schmierung der Verzahnung ist von besonderer Bedeutung für die Lebensdauer eines Getriebes. Bei normalen Stirnradgetrieben ist ein Standard-Schmierfett bereits ausreichend. Handelt es sich dagegen um ein Getriebe, das eine besonders hohe Leistung erbringen muss, ist ein Standardschmiermittel nicht mehr ausreichend. Stattdessen sollten Sie unbedingt zu Spezialschmiermitteln greifen. Nur so kann einem übermäßigen Verschleiß der Verzahnung vorgebeugt werden.
Was versteht man unter einer Untersetzung?
Bei einem Getriebe spricht man von Übersetzung und Untersetzung. Ist das Übersetzungsverhältnis kleiner 1, handelt es sich um eine Übersetzung ins Schnelle. Bei einem Auto, das auf einer Autobahn fährt, würde das bedeuten, dass die Drehzahl des Motors gering ist, die Drehzahl der Räder dagegen erhöht wird. Liegt das Übersetzungsverhältnis dagegen oberhalb von 1, spricht man von einer Übersetzung ins Langsame oder einer Untersetzung. Soll das Auto anfahren, wird durch die Untersetzung die Drehzahl des Motors erhöht, während die Drehzahl der Räder verringert wird.
Welche Vor- und Nachteile haben bürstenlose Elektromotoren?
Da bei einem bürstenlosen Motor die Bürsten wegfallen, können höhere Drehzahlen erreicht werden. Zudem benötigen bürstenlose Motoren weniger Wartung und verfügen über eine bessere Wärmeableitung. Darüber hinaus können bürstenlose Motoren kleiner gebaut werden und besitzen einen hohen Wirkungsgrad. Allerdings sind sie auch teurer in der Anschaffung und benötigen eine komplexe Steuerung.
Was ist das Drehmoment?
Das Drehmoment ist eine physikalische Grösse und beschreibt, wie stark eine Kraft auf einen drehbaren Körper wirkt. Dabei kann das Drehmoment die Rotation eines Körpers beschleunigen, bremsen oder auch verwinden beziehungsweise verbiegen. Gemessen wird das Drehmoment in der Einheit Newtonmeter.