antriebstechnik 11/2023

SPECIAL: SPS

SPECIAL: SPS 2023 MINIATURISIERTES GALAXIE BENCHMARK FÜR HOCHSTEIFE PRÄZISIONSGETRIEBE Seit der Vorstellung im Jahr 2015 hat Wittenstein seine Produktfamilie Galaxie mit verschiedenen Bauformen und Baugrößen weiterentwickelt. Auch das kinematische Konzept wurde weitergedacht – und das miniaturisierte Galaxie aus der Taufe gehoben. Damit wurde ein hochsteifes Präzisionsgetriebe in kleinen Baugrößen geschaffen, die eine bauraumkompatible und dabei technologisch wie auch technisch überlegene Alternative zu Wellgetrieben darstellt. Der Vergleich der technischen Daten des neuen Galaxie mit denen von marktgängigen Wellgetrieben spricht für sich: 40 % höhere Kompaktheit und Drehmomentdichte, um den Faktor 3 bessere Verdrehsteifigkeit, ein doppelt so großes Not-Aus-Moment, absolutes Nullspiel über die gesamte Lebensdauer und eine um fast 50 % größere Hohlwelle bedeuten in diesen marktkompatiblen Getriebebaugrößen von heute 90 mm und 110 mm eine neue Leistungsdimension. Verantwortlich dafür sind vor allem eine innovative axiale Kinematik zur Kraftübertragung sowie eine neu gedachte Planrad-Helixverzahnung mit Polygonscheibe. Zudem kommen im Zahnring sogenannte Königszähne zum Einsatz, die jetzt vielfach höhere Übersetzungsverhältnisse als Dachzähne ermöglichen. Der „genetische Code“ des radialen und des axialen Funktionsprinzips stimmt also im Grunde überein – das neue Getriebe kann somit zurecht als kleiner Bruder bzw. kleine Schwester des Galaxie von 2015 bezeichnet werden. „Die gesamte Produktfamilie Galaxie Thomas Bayer, Leiter Innovation Lab der Wittenstein SE bietet damit heute Baugrößen von 90 mm bis 300 mm Außendurchmesser bei dann maximalen Beschleunigungsmomenten von 150 Nm bis über 7.500 Nm“, fasst Nadine Hehn, Business Pionier Manager bei der Wittenstein SE, das Potenzial für die Anwender zusammen. BEWÄHRT UND AUSGEZEICHNET Blicken wir kurz zurück: Mit dem Konzept dynamischer Einzelzähne, dem hydrodynamischen Vollflächenkontakt bei zugleich vielfachem Zahneingriff sowie der Einführung der logarithmischen Spirale in die Getriebetechnik ist das Galaxie Getriebe mit radialem Funktionsprinzip bis heute der Benchmark hinsichtlich Tragfähigkeit, Verdrehsteifigkeit, Positionier- und Gleichlaufgenauigkeit sowie absoluter Spielfreiheit über die gesamte Lebensdauer. Die Erkenntnisse und Aussagen zu den Leistungsmerkmalen haben sich bewahrheitet, die Produktfamilie hat sich als Servoaktuator wie auch als Getriebe in der Praxis bewährt. Der Lohn – neben vielen zufriedenen Anwendern beispielsweise im Werkzeugmaschinenbau, in der Handhabungstechnik oder der Robotik – waren zahlreiche Auszeichnungen, zum Beispiel der Hermes Award 2015, der Innovationspreis der Deutschen 48 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

Wirtschaft 2016 oder die Nominierung für den Deutschen Zukunftspreis 2018, bei dem Wittenstein zum Kreis der Besten zählte. Zudem wurde mit Galaxie eine auch wissenschaftlich anerkannte neue Getriebegattung begründet. Begleitet wurde die Entwicklung der neuen, axialen Kinematik von Anfang an vom Blick auf die Gesamtkosten von Getrieben, denn kleiner bedeutet nicht zwangsläufig kostengünstiger – im Gegenteil, weil beispielsweise in der mechanischen Fertigung von filigranen Teilen Toleranzen schwieriger einzuhalten sind als bei großen. „Das ist ein Dilemma, mit dem Anbieter von Präzisionsgetrieben zu kämpfen haben“, erläutert Nadine Hehn. „Anbieter, die auf große Präzisionsgetriebe spezialisiert sind, schaffen es kaum, kleine Getriebe zu bauen, die technische und wirtschaftliche Alleinstellungsmerkmale mit sich bringen.“ Diese Ausgangslage hatte zwei Konsequenzen: technologisch brauchte es eine (r)evolutionär neue Idee innerhalb der Produktfamilie Galaxie – und organisatorisch war die Aufgabenstellung nur durch eine ganzheitliche Betrachtung der Herausforderungen im Rahmen eines Simultaneous Engineering zu lösen. Daher arbeiteten schon in der frühen Projektphase die Vor- und Konzeptentwicklung, die Fertigungs- und Montagespezialisten sowie das Markt- und Vertriebsmanagement Hand in Hand. KONZEPTSPRUNG VON RADIAL ZU AXIAL All die Merkmale, die den Erfolg des Galaxie mit Radial-Kinematik ausmachen, in kleinere Baugrößen mit Übersetzung i=60/61 zu überführen und damit einhergehend eine optimale Prozessfähigkeit der neuen Getriebe-Serie für die automatisierte Fertigung zu gewährleisten, hatte zu Beginn der Vorentwicklung so etwas wie die „Quadratur des Kreises“ an sich. Klar war zudem von Anfang an: Galaxie muss Galaxie bleiben – also keine Kompromisse hinsichtlich grundsätzlichem Funktionsprinzip sowie hoher Präzision und Performance. Die Lösung war der Konzeptsprung von der radial zur axial wirkenden Kraftübertragung – quasi ein „kinematischer Salto“ 01 Ein hochsteifes Präzisionsgetriebe als einbaukompatible Alternative zu Wellgetrieben 01 02 Im Zahnring des miniaturisierten Galaxie Getriebes kommen sogenannte Königszähne zum Einsatz, die vielfach höhere Übersetzungsverhältnisse als Dachzähne ermöglichen 02