Eine Publikation der Binkert Medien AG
PDF download
Antriebssystem «revolutioniert» den Hochleistungs-Maschinenbau : Ausgabe 02/2015, 02.10.2015

Antrieb aus einer anderen Galaxie

Mit einer neu gedachten Getriebe-Kinematik setzt das Antriebssystem Galaxie zum Sprung in ein neues Leistungs-Universum an. Insbesondere der High-End-Maschinenbau profitiert von Performance-Merkmalen, die um Faktoren besser sind als bei Antriebslösungen vergleichbarer Baugrösse. Damit besitzt Galaxie alle Eigenschaften, um zum Enabler für die nächste Generation im Maschinenbau zu werden.

Bilder: Wittenstein

Galaxie bildet zusammen mit dem ebenfalls neu entwickelten Hochleistungsmotor eine kompakte Hohlwellen-Antriebseinheit mit Industrie-4.0-Konnektivität. Sie bietet einen Wirkungsgrad von über 92 %. Jeweils bezogen auf den Marktstandard einer vergleichbaren Baugrösse erreicht das Galaxie Antriebssystem bis zu 170 % mehr maximales Drehmoment, eine bis zu 3-fach höhere Überlast­sicherheit, je nach Vergleichsgetriebe dreimal bis fast sechsmal mehr Verdrehsteifigkeit und bis zu 70 % grössere Hohlwellendurchmesser.

Neu gedachte Getriebe-Kinematik

Mit der patentierten Getriebe-Kinematik ist den Entwicklern ein Paradigmenwechsel mit weitreichenden technologischen Folgen gelungen. Das Getriebe verzichtet auf ein Zahnrad – statt dessen erfolgt die Drehmomentwandlung über dyna­misierte Einzelzähne, die um ein 2er- oder 3er-Antriebspolygon mit Nadellagerung herum gruppiert sind und entlang der Innenverzahnung des Hohlrades geführt werden. Dieses Prinzip führt dazu, dass fast alle Zähne gleichzeitig am Zahneingriff beteiligt sind. Die Verzahnungsgeometrie ist als logarithmische Spirale ausgeführt, wodurch der Zahneingriff nicht mehr wie bei Getrieben mit Zahnrädern als Linienkontakt erfolgt, sondern als Flächenkontakt. FEM-Vergleichsberechnungen mit einem schrägverzahnten Planetengetriebe zeigen, dass bei gleichem Hohlwellendurchmesser die Galaxie-Getriebe-Kinematik 6,5 Mal mehr tragende Zahnfläche aufweist. Hieraus resultieren grosse Leistungssteigerung bei der Drehmomentwandlung und die höhere Überlastsicherheit. Zum anderen baut sich beim flächigen Multizahneingriff ein hydrodynamischer Schmierfilm auf – und dies auch bei hoher Momentenbelastung schon ab geringen Drehzahlen. Dies minimiert mechanischen Verschleiss und hält ein einmal eingestelltes Verdrehspiel über die Lebensdauer konstant.

Hohe Verdrehsteifigkeit

Dank des Konstruktionsprinzips ist zwischen dem Zahnträger und der Innenverzahnung des Hohlrades nur ein minimaler Spalt. Durch diesen kurzen Abstand gibt es kaum noch eine Biegelänge. Zudem optimieren die Zähne durch ihre zylindrische Führung im Zahnträger von selbst ihre Ausrichtung und das Eingreifen in die Innenverzahnung. Das erlaubt eine optimale Breitenlastverteilung und führt zu einer hohen Verdrehsteifigkeit. Selbst bei Wechselbelastung im Nulldurchgang bleibt eine sehr hohe Steifigkeit erhalten – ohne Reduktion des maximal übertragbaren Drehmoments.

Downsizing ohne Performance-Verluste

Bedingt durch das Konstruktionsprinzip lässt sich das Antriebssystem mit sehr grossen Hohlwellendurchmessern ausführen. Dadurch baut es auch bei hohen Drehmomenten sehr kompakt. Vergleichbare Hohlwellengetriebe mit Zahnrad müssen bei gleicher Leistung mindestens zwei Baustufen grösser sein – und erreichen dennoch nicht die Präzision des Antriebssystems Galaxie.

Infoservice


Wittenstein AG
Trutwisstrasse 1, 7214 Grüsch
Tel. 081 300 10 30, Fax 081 300 10 33
sales@wittenstein.ch, www.wittenstein.ch



Das Galaxie Antriebssystem ist eine kompakte Hohl­wellen-Antriebseinheit mit Industrie 4.0-Konnektivität