Getriebe verkürzt als Revolverheld die Zykluszeiten

Möglich wurde dieser Performancesprung, weil es den Index-Ingenieuren in Zusammenarbeit mit den Experten der Wittenstein Galaxie GmbH gelungen ist, die bisherige Revolver-Technologie aus starrer Hirth-Verzahnung und hydraulischer Klemmvorrichtung durch ein einziges Hochleistungsgetriebe zu ersetzen: das kompakte Galaxie GS 190 aus der Baureihe Galaxie accuracy line mit optimiertem, integriertem Lagerkonzept für bestmögliche Ruhewerte. „Absolute Spielfreiheit, höchste Steifigkeit, beste Gleichlaufeigenschaften und die große Hohlwelle zur Durchführung des Werkzeugantriebs resultieren in einer verdrehsteifen und somit hochpräzisen Getriebelösung im oberen Revolver“, bestätigt Jakob Friedrich, Entwicklungsingenieur bei der Index-Werke GmbH & Co. KG in Esslingen. „Dadurch ist es jetzt möglich, den oberen Revolver stufenlos und präzise zu positionieren und Werkstücke interpolierend in mehreren Achsen zu bearbeiten. Mit Hirth-Verzahnung und hydraulischer Klemmung war dies nicht möglich. Beides entfällt im neuen Drehautomat komplett – die jetzige Lösung erlaubt es, mit der Index ABC ein noch größeres Bauteilespektrum zu bearbeiten.“

Mit dem Galaxie GS 190 konnte Index die konstruktiv gesetzten Eigenschaften, Randbedingungen und Einschränkungen der bisherigen starren Verbindung im Revolver hinter sich lassen. Denn das Hochleistungsgetriebe erfüllt die Anforderungen von Präzisionsmaschinenbauern in vollem Umfang – zumal die Funktionsweise als prinzipbedingt überlegen in der Industrie und in der Wissenschaft anerkannt ist. „Die entscheidenden Merkmale – dynamisierte Einzelzähne statt starrem Zahnrad, vollflächiger Kontakt beim Zahneingriff statt eines deutlich weniger tragfähigeren Linienkontaktes sowie die Lagerausführung mit segmentiertem Außenring – machen es in allen wichtigen technischen Disziplinen um Faktoren besser als Zykloidgetriebe und andere bekannte Getriebetechnologien“, erklärt Felix Herrmann, Produktmanager bei Wittenstein Galaxie. „Die sehr hohe Steifigkeit bleibt auch bei Wechselbelastung im Nulldurchgang erhalten, ohne dass sich dabei die maximal übertragbaren Drehmomente reduzieren.“ Zudem sind durch die hydrodynamische Schmierung beim flächigen Multizahneingriff Nachteile wie mechanischer Abrieb und Verschleiß nahezu vernachlässigbar – im Gegensatz beispielsweise zu evolventischen und zykloiden Zahnradgetrieben. Auch wissenschaftlich hat die universitäre Forschung den Nachweis erbracht, dass Wittenstein mit der logarithmischen Spirale eine neue mathematische Funktion in den Getriebebau eingeführt hat und das Galaxie eine eigenständige Gattung koaxialer Hohlwellengetriebe darstellt.

Zusammen haben sich Ingenieure und Techniker von Index und Wittenstein an die optimale Lösung für den Revolver herangetastet. Die zentralen Herausforderungen „Wiederholgenauigkeit der Werkzeugpositionierung“ und „Steifigkeit des Gesamtsystems“ immer im Blick, führte nach Versuchen mit verschiedenen Galaxie-Ausführungen schließlich der Einsatz des Galaxie GS 190 zum Ziel. „Mit dieser Anpassung wurde aus dem hervorragenden Maschinenbaugetriebe ein hervorragendes Werkzeugmaschinengetriebe“, bringt es Entwicklungsingenieur Friedrich auf den Punkt, „denn die integrierte Lagerung führte schließlich zu bestmöglichen Ruhewerten, einem für uns wichtigen Abnahmekriterium.“ In diesem Punkt konnte Wittenstein seinerseits von der engen und vertrauensvollen Zusammenarbeit mit Index profitieren – denn die Durchführung der Ruhemessungen, wie sie der Maschinenhersteller handhabt, konnte im Nachgang zu dem Projekt erfolgreich im Wittenstein-Prüffeld adaptiert werden. Dadurch ist der Getriebehersteller jetzt in der Lage, für den Maschinen- und speziell auch den Werkzeugmaschinenbau valide Ruhewerte von Lagervarianten zu messen und beispielsweise auch im digitalen Zwilling des betreffenden Getriebes zu hinterlegen.

Die neue Revolvertechnologie mit dem Galaxie-Getriebe in Baugröße 190 als zentralem Element bietet den Endkunden besondere Mehrwerte in Form von verbesserten Zykluszeiten und höherer Produktivität. Das Getriebe ermöglicht eine stufenlose und präzise Positionierung des oberen Revolvers mit weitreichenden Verbesserungen der Funktionalität des CNC-Drehautomaten. Realisiert werden konnte unter anderem eine interpolierte Y-Achse, die den ABC-Revolver zu außermittigem Bohren und Flächenfräsen befähigt sowie eine Spitzenhöheneinstellung der Schneiden ermöglicht. Letztere verspricht zum einen mehr Präzision bei der Innenbearbeitung von kleinen Bohrungen. Zum anderen lässt sich durch eine solche Höhenkorrektur das Spanbild verbessern.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus dem jetzt möglichen Einsatz von Doppelwerkzeughaltern. Denn damit erhöht sich – bei gleicher Revolvergröße und Anzahl der Steckplätze – der Werkzeugvorrat von bisher sieben auf jetzt bis zu 14 feste oder angetriebene Werkzeuge. Dieses Plus lässt sich für Schwesterwerkzeuge oder ein größeres Bearbeitungsspektrum nutzen. Eine weitere Station ist fix von der Synchronspindel für die Rückseitenbearbeitung belegt. All diese Zusatzfunktionalitäten vergrößern das auf der Index ABC bearbeitbare Teilespektrum. Durch die Getriebeübersetzung und den funktionsbedingten hohen Wirkungsgrad des Galaxie-Getriebes konnte Index die Energieeffizienz des Drehautomaten steigern. Perspektivisch wurde auch die Tür für eine vollständig hydraulikfreie Maschine geöffnet.

Seit gut 25 Jahren ist der CNC-Drehautomat Index ABC mit über 3.000 verkauften Einheiten eine Erfolgsgeschichte, der nun mit dem Galaxie-Getriebe ein weiteres Kapitel hinzugefügt wurde. Denn das High-Performance-Getriebe ermöglichte wesentliche Verbesserungen wie den stufenlos schaltbaren Revolver, dessen Y-Funktionalität, die Höheneinstellung und den Umstieg auf Mehrfachhalter. Dadurch wird dieser kleine, schnelle CNC-Produktionsdrehautomat aktuellen Markttrends hin zu kleineren Stückzahlen und komplexeren Geometrien gerecht. Sein günstiges Preis-Leistungsverhältnis – zu dem der Umstieg auf die Galaxie-Technologie einen wesentlichen Beitrag leistet – macht den Drehautomat in Zukunft auch für Teile nutzbar, die bisher eine teurere Maschine erfordert hätten.

Winfried Geiger/rk