Das Verdrehspiel (engl. Backlash) und der Hystereseverlust (engl. Hysteresis Loss charakterisiertem in hohem Maße die Genauigkeit eines Getriebes. Je geringer der Wert ist, umso präziser arbeitet das Getriebe. Gemessen wird der Hystereseverlust durch Abfahren der Hysterese. In einem standardisierten Prüfverfahren wird die Antriebswelle fixiert und die Abtriebswelle erst mit steigendem, dann mit fallendem und im Anschluss wieder mit steigendem Drehmoment belastet. Die Winkeltoleranz zwischen An- und Abtriebswelle bei einem Drehmoment von 0 Nm wird als Hystereseverlust bezeichnet. Das Verdrehspiel und der Hystereseverlust werden in arc.min (= Winkelminuten) angegeben. Eine Winkelminute ist definiert als der 60. Teil eines Grades.
Minimales Verdrehspiel
Bei den Zykloidgetrieben von Nabtesco liegt der Hystereseverlust unter einer Winkelminute. Davon entfällt der größte Teil auf die Reibung, die betriebsbedingt bei jedem Getriebe auftritt. Das reine mechanische Spiel bewegt sich im Bereich von lediglich 0,1 bis 0,3 arc.min, an der Abtriebswelle ist also kein spürbares Spiel vorhanden.
Ein weiterer wichtiger Kennwert ist der Lost-Motion-Wert. Dieser wird bei 3 % des Nenndrehmoments ermittelt und gibt an, wie sich das Getriebe unter kleinen Drehmomenten verhält. Auch diese Kennzahl ist bei den Nabtesco-Getrieben verschwindend gering, sie liegt durchschnittlich im Bereich von 0,3 bis 0,6 arc.min. Das Ergebnis ist eine extrem hohe Positionier- und Wiederholgenauigkeit – auch bei hohen Beschleunigungsmomenten und großen Lasten.
Für höchste Genauigkeitsanforderungen, beispielsweise im Bereich Medizintechnik, lassen sich auch Getriebe mit Werten < 0,25 arc.min selektieren.
Präzision durch Steifigkeit
Der minimale Hystereseverlust der Zykloidgetriebe ist das Resultat ihres besonderen Konstruktionsprinzips. Dank der Kraftübertragung über Kurvenscheiben und Rollen ist ein fast vollständiger Kontakt sowie eine gleichmäßige Kraftverteilung innerhalb des Getriebes gegeben, was eine hohe Steifigkeit zur Folge hat. Dazu trägt auch die solide Hauptlagerung entscheidend bei. So lassen sich sehr hohe Drehmomente mit höchster Präzision und Laufruhe übertragen.
Zykloidgetriebe müssen nicht nachgestellt werden, sondern halten ihr minimales Verdrehspiel über die gesamte Lebensdauer. Für den Anwender bedeutet das ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit, eine lange Lebensdauer sowie eine höhere Maschinen- bzw. Roboterverfügbarkeit.
Spielfreie Getriebe
Wo immer Bauteile einander berühren, lässt sich Reibung nicht vermeiden. Getriebe mit minimalem Verdrehspiel kleiner 1 arc.min gelten als nahezu spielfrei. Spielfreie Getriebe ohne jegliches Verdrehspiel werden nur in äußerst wenigen Anwendungen gebraucht.
Hystereseverlust, Backlash und Lost Motion sind für jedes einzelne Getriebe spezifisch.
Die wichtigsten Daten auf einen Blick:
- Hystereseverlust = 0,2 bis max. 1 arc.min
- Werte < 0,25 arc.min technisch realisierbar
- Verdrehspiel / rein mechanisches Spiel = 0,1 bis 0,3 arc.min
- Lost Motion = 0,3 bis 0,6 arc.min