Das Königszahn-Konzept ermöglicht dem neuen Galaxie® Übersetzungen von i = 60/61 und zukünftig auch noch grösser. Damit erfüllt es eine wesentliche Leistungsanforderung der Robotik.

Ausgabe 05 | 2023

Hochpräzisionsgetriebe mit axialer Kraftübertragung

WITTENSTEIN AG Schweiz

Das miniaturisierte Galaxie® Getriebe von WITTENSTEIN ist ein neu entwickeltes Hochpräzisionsgetriebe mit axialer Kraftübertragung. Im Vergleich zu bauraumgleichen Wellgetrieben überzeugt es durch eine um Faktoren bessere Verdrehsteifigkeit, eine signifikant höhere Drehmomentdichte, ein doppelt so hohes Not-Aus-Moment sowie eine je nach Baugrösse fast 50 Prozent grössere Hohlwelle.

Zudem bietet das miniaturisierte Galaxie® absolute Spielfreiheit über die gesamte Lebensdauer. Diese Merkmale sind ideal für den Einsatz in Medizin- und Präzisionsrobotern, in Handlingsystemen für Halbleiter und Wafer oder in Highend-Werkzeugmaschinen. Dynamisierte Einzelzähne sowie der grossflächige statt nur linienförmige Kontakt beim Zahneingriff sind zwei von zahlreichen Merkmalen, die das miniaturisierte Galaxie® von seinem 2015 präsentierten und mehrfach prämierten «grossen Bruder beziehungsweise Schwester» als «genetischen Code» übernommen hat.

Kleinere Baugrössen durch Kinematik mit axialer Kraftübertragung
Clever gedacht wurde die Kraftübertragung im neuen Getriebe: sie erfolgt nicht radial, sondern axial. Die als Zahnring verbundenen Einzelzähne innerhalb des Zahnträgers greifen – angetrieben von einer Polygonscheibe mit zwei Hochpunkten – wie in einer Schraubbewegung axial in die Planrad-Helixverzahnung ein. Dieser kinematische Aufbau ist verantwortlich dafür, dass das neue Galaxie® kompakte Aussenmasse in marktüblichen Baugrössen erreicht, wie sie beispielsweise in Anwendungen der Robotik üblich sind.

Axiales Funktionsprinzip ermöglicht hohe Steifigkeit bei kleinen Baugrössen mit hoher Übersetzung
Ein wesentliches Merkmal des axialen Funktionsprinzips sind die Einzelzähne des miniaturisierten Galaxie®-Getriebes. Sie sind als sogenannte Königszähne ausgeführt – besitzen also pro Zahn mehr Flanken und damit mehr Flankenoberfläche, wodurch beim Zahneingriff – anders als bei Wellgetrieben mit Linienberührung – ein nahezu vollflächiger Kontakt erzeugt wird. Zudem ist durch die Bewegung der Polygonscheibe im neuen Galaxie® immer ein grosser Teil der Königszähne an der Drehmomentübertragung und Steifigkeitsbildung beteiligt. Dies führt unter dem Strich zu einer um den Faktor 3 besseren Verdrehsteifigkeit als bei Wellgetrieben. Das Königszahn-Konzept hat zugleich einen weiteren Vorteil: es ermöglicht dem neuen Galaxie® Übersetzungen von i = 60/61 und zukünftig auch noch grösser – und erfüllt damit eine wesentliche Leistungsanforderung in Robotik-Applikationen.

Grosse Hohlwelle: viel Platz für Kabel, Leitungen und Durchführungen
Die axiale Kinematik des miniaturisierten Galaxie® macht kompaktere Baugrössen möglich – und schafft zugleich mehr Platz im Inneren des Getriebes. Dadurch bietet es eine um bis zu knapp 50 Prozent grössere Hohlwelle, beispielsweise 31 mm in Baugrösse 90 – das sind zehn Millimeter mehr Durchmesser als bei Wellgetrieben gleicher Dimension. Dadurch können noch mehr Kabel, Schläuche oder andere Verbindungen im Inneren eines Roboters verlegt werden. Zudem ist es möglich, mit grösseren Biegeradien zu verlegen – was das Risiko von Kabelbrüchen deutlich reduziert.

Von 90 bis über 7500 Nm
Ob mit radialer oder axialer Kinematik – die gesamte Gattung Galaxie® bietet heute Baugrössen von 90 bis 300 mm Aussendurchmesser bei maximalen Beschleunigungsmomenten von 150 bis über 7500 Nm – ein Spektrum, das in dieser Form wohl kein anderer Hersteller aus einer Hand bieten kann.

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