Mit der Weiterentwicklung der Servotechnologie – Hersteller produzieren kleinere, aber leistungsstärkere Motoren – werden Getriebe zu immer wichtigeren Komponenten der Bewegungssteuerung. Die optimale Kombination erfordert die Berücksichtigung zahlreicher technischer Aspekte.
Ein Servomotor, der mit niedriger Drehzahl betrieben wird, arbeitet ineffizient. Wirbelströme sind elektrische Stromschleifen, die während des Betriebs im Motor induziert werden. Diese Wirbelströme erzeugen einen Widerstand im Elektromotor und beeinträchtigen dessen Leistung bei niedrigen Drehzahlen erheblich.
Die Parameter eines handelsüblichen Motors sind möglicherweise nicht optimal für den Betrieb mit minimaler Drehzahl geeignet. Wenn eine Kreditkartenanwendung den genannten Elektromotor mit 50 U/min betreibt, nutzt sie nicht seine volle Drehzahl. Da die Spannungskonstante (V/kU/min) des Elektromotors auf eine höhere Drehzahl ausgelegt ist, kann die Drehmomentkonstante (Nm/A), die direkt damit zusammenhängt, niedriger sein als erforderlich. Daher benötigt die Anwendung mehr Strom, als wenn sie einen speziell für 50 U/min ausgelegten Motor verwenden würde. Das Übersetzungsverhältnis eines Getriebes reduziert die Motordrehzahl, weshalb Getriebe auch als Untersetzungsgetriebe bezeichnet werden. Bei Verwendung eines Getriebes mit einem Übersetzungsverhältnis von 40:1…
Die Drehzahl des Elektromotors am Getriebeeingang beträgt 2000 U/min und die Drehzahl am Getriebeausgang 50 U/min. Durch den Betrieb des Motors mit der höheren Drehzahl lassen sich die genannten Probleme vermeiden.
Servogetriebe bieten die Möglichkeit, den maximalen Drehwinkel eines Servos zu steuern. Viele Modellbauservos sind auf einen bestimmten Wert beschränkt.
Mehr als 180 Beispiele für Rotationen. Die meisten Servogetriebe verwenden ein patentiertes externes Potentiometer, um sicherzustellen, dass der Rotationsbetrag unabhängig vom eingestellten Übersetzungsverhältnis des Servogetriebes ist. In diesem Fall dreht sich das kleine Zahnrad des Servos so oft wie nötig, um das Potentiometer (und damit die Getriebeausgangswelle) in die vom Servoregler vorgegebene Position zu bringen.
Maschinenkonstrukteure setzen zunehmend auf Getriebe, um die neuesten Fortschritte in der Servomotorentechnologie zu nutzen. Ein Getriebe wandelt im Wesentlichen schnell reagierende, drehmomentarme Energie in langsam drehende, drehmomentstarke Leistung um. Ein Servomotor sorgt für die hochpräzise Positionierung der Antriebswelle. Im Zusammenspiel ergänzen sich diese beiden Komponenten optimal und ermöglichen eine präzise, robuste und zuverlässige Bewegung.
Servogetriebe sind robust! Zwar gibt es auf dem Markt Servos mit hohem Drehmoment, doch das bedeutet nicht, dass sie mit der Belastbarkeit eines Servogetriebes mithalten können. Die kleine, verzahnte Abtriebswelle eines herkömmlichen Servos ist nicht lang, groß oder ausreichend gestützt, um manche Lasten zu bewältigen, selbst wenn die Drehmomentwerte für die Anwendung geeignet erscheinen. Servogetriebe Die Last wird von der Getriebeausgangswelle isoliert, die von zwei ABEC-5-Präzisionskugellagern gelagert wird. Die Außenwelle kann hohen axialen und radialen Belastungen standhalten, ohne diese Kräfte auf den Servoantrieb zu übertragen. Dadurch läuft der Servoantrieb freier und kann ein höheres Drehmoment auf die Getriebeausgangswelle übertragen.