Galaxie für präzisere Dreh-Schwenk-Achsen

Gut 25 % leichter, 15 % günstiger und trotzdem viel stabiler und präziser. Zwei Jahre haben die Antriebstechnik-Experten von Peiseler an der völlig neuen Generation ihrer A-Achse der Zwei-Achs-Schwenkeinrichtung ZASG 400 entwickelt. Zentrales Element sind die mehr als ungewöhnlichen wie auch effizienten Galaxie-Getriebe vom Igersheimer Antriebstechnikhersteller Wittenstein.

Auf Basis der Galaxie-Technologie hat der Remscheider Präzisionsmaschinenbauer Peiseler insgesamt zwei Jahre in seine neue Generation von Dreh-Schwenk-Achsen investiert. „Wir haben das Potenzial der Galaxie-Getriebe gesehen. Und das Ergebnis hat den Aufwand gerechtfertigt. Statt der bislang zwei großen Motoren, genügt nun einseitig nur noch ein Antriebsstrang und auf der anderen Seite ein einfaches, aber robustes Gegenlager.“ Ein Motor, Inverter, Netzteile, Kabel und Stecker werden so nur einmal verbaut, erklärt Peiseler-Marketingleiter Marc Gronau die naheliegenden Einsparungen.

Großer technologischer Pluspunkt sei aber besonders die kompakte Bauweise der Getriebe, die deutlich kleiner und mit großer Wellenbohrung ausgestattet, vor allem für größere Antriebswellen bis 75 mm ideal geeignet sind. Die Getriebe würden besonders bei gleichen Last- und Werkstückgewichten punkten. „Die größten Stärken sind die hohe Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Umkehrspiel“, betont Entwicklungsleiter Olaf Schaupp. Und dank dem aktiven Kühlkonzept würde sich der Wärmeeintrag in die Maschine deutlich verringern. Die Achse könnte so im Positionier- und auch Simultanbetrieb absolut thermisch stabil verfahren. „„In Summe beweist die außerordentliche hohe Steifigkeit und das Drehmoment, gepaart mit dem weder sicht- noch messbaren Umkehrspiel, erst die Stärke dieser völlig neuen Getriebe-Gattung“, betont Olaf Schaupp.

Highlight sei der nicht wie bei üblichen Zahnrad-Getrieben gewohnte Punkt-Linienkontakt zur Kraftübertragung, sondern die Kraftübertragung über ganze Flächen, die eben viel mehr Kraft übertragen können und viel steifer sind. „Für unsere Kunden und die Werkzeugmaschinen-Anwendungen haben wir gemeinsam mit Wittenstein  das ursprüngliche Antriebskonzept verfeinert: Vor allem haben wir den Aktuator ersetzt und auf unsere Bedürfnisse zur Anwendung in der Werkzeugmaschine angepasst“, berichtet Olaf Schaupp.

In Summe seien noch etwa 60% des ursprünglichen Konzepts existent. Rund 40 % hat Peiseler modifiziert, ein Übersetzungsverhältnis von 26:1 realisiert, dabei rund 26 % Gewicht und 15 % Kosten eingespart – bezogen auf die komplette ZASG400-Achse im Vergleich zur vollständig mit Torque-Motor angetriebenen ZASD400. Peiseler hat dabei natürlich nicht das Gewicht des Wittenstein-Getriebes optimiert, sondern das Gewicht der gesamten Baugruppe. „Unterm Strich können Werkzeugmaschinenhersteller mit unserem Dreh-Schwenktisch schon wegen der Energie- und Gewichtseinsparungen viel Nachhaltigkeit an ihre Kunden, die Zerspaner, weitergeben – verbunden mit deutlich besseren Zerspanungsergebnissen, weil das System deutlich steifer geworden ist und damit Drehmomente, -bewegungen und Positionierungen viel besser und präziser übertragen und ausgeführt werden“, fasst Olaf Schaupp zusammen.

Konkret werden die neuen ZASG-Dreh-Schwenktische von Peiseler mit dem Galaxie-Getriebe von einem Direktantrieb angetrieben. Demgegenüber wird der Tisch mit einem Planscheibendurchmesser von maximal 800 mm ausgeführt und mit einem Torque-Motor angetrieben. Der Tisch kann bis zu 850 kg (optional bis 1.200 kg) transportieren. Der Schwenkwinkel der C-Achse wird mit +/-130° definiert. Die maximale Drehzahl gibt Peiseler beim ZASG 400 mit 100 1/min an, das maximale Kippmoment der Drehachse mit 3.200 Nm, die maximale axiale Belastung mit 6.000 N und das Planscheibendrehmoment mit bis zu 3.000 Nm bei eingeschalteter, hydraulischer Klemmung. Die Wiederholgenauigkeit gibt Peiseler mit +/- 1 Winkelsekunde an, den Rundlauf der Zentrierbohrung mit 0,01 mm, die Planparallelität mit 0,02 mm.  Das komplette Portfolio vom Drehverteiler bis zum Spindelkopf und Wender erklärt Peiseler auf der Website.

Aus technischer Sicht erfüllt das Galaxie GS215 nach Angaben der Antriebstechnik-Experten von Wittenstein die Anforderungen des Präzisionsmaschinenbauers in idealer Weise. Kein Wunder, denn die Funktionsweise des Galaxie ist prinzipbedingt überlegen. Entscheidende Merkmale sind dynamisierte Einzelzähne statt starrem Zahnring, tangentialer und vollflächiger Kontakt beim Zahneingriff statt deutlich weniger tragfähigem Linienkontakt sowie eine neue Lagerausführung mit segmentiertem Außenring. Diese Eigenschaften machen es in allen wichtigen Disziplinen um Faktoren besser als bekannte Getriebetechnologien, betont Wittenstein. Zudem sind bei Galaxie durch die hydrodynamische Schmierung beim flächigen Multizahneingriff im Gegensatz zu evolventischen Zahnradgetrieben mechanischer Abrieb und Verschleiß nahezu ausgeschlossen. Darüber hinaus bleibt eine sehr hohe Steifigkeit auch bei Wechselbelastung im Nulldurchgang erhalten, ohne dass sich dabei die maximal übertragbaren Drehmomente reduzieren. Mehr über die Produkte von Wittenstein finden Sie hier auf der Website.

Mit weltweit rund 2.900 Mitarbeitern und einem Umsatz von 519 Mio. Euro im Geschäftsjahr 2022/23 steht der Galaxie-Getriebehersteller WIittenstein SE nach eigenen Angaben national und international für Innovation, Präzision und Exzellenz in der Welt der cybertronischen Bewegung. Entwickelt, produziert und vertrieben werden unter anderem hochpräzise Servoantriebe und Linearsysteme, Servosysteme und -motoren sowie cybertronische Antriebssysteme. Die Wittenstein-Gruppe ist an 25 Standorten und nach eigenen Angaben in mehr als 45 Ländern in allen wichtigen Technologie- und Absatzmärkten vertreten.