Mit der Getriebemarke Galaxie hat Wittenstein die in Wissenschaft und Industrie anerkannte Gattung der Einzelzahn-Schubgetriebe geschaffen. Sie ist – bedingt durch das Prinzip dynamisierter Einzelzähne mit hydrodynamischem und vollflächigem Zahneingriff – im Vergleich zu bekannten Planeten-, Zykloid-, Exzenter- und anderen Getriebe-Prinzipien nachgewiesenermaßen in allen wichtigen technischen Disziplinen um ein Vielfaches besser.
„So sind die unter anderem Drehsteifigkeit um bis zu Faktor 5,8 und die Überlastfähigkeit um bis zu Faktor 3 größer als bei vergleichbaren Getrieben am Markt“, sagt Christopher Bendig, Vertriebsingenieur von Wittenstein galaxie. Da, wie erste Prototypentests zeigten, von diesen Merkmalen eine deutliche Performancesteigerung der Drehmoment-Kalibriereinrichtungen zu erwarten war, hat CEH ein bisheriges Standardgetriebe durch ein – zudem leichteres und kompakteres – Galaxie-Winkelgetriebe GH 175 der Galaxie robustness line ersetzt.
Messen und Kalibieren in Perfektion
Die Kernkompetenz des Unternehmens CEH Calibration Engineering Hohmann in der unterfränkischen Gemeinde Mömlingen bilden seit mehr als 20 Jahren zuverlässige Systeme zur sicheren Messung und Kalibrierung der Größen Drehmoment und Kraft. „Wir fertigen Prüf-, Kalibrier- und Messeinrichtungen genau nach den individuellen Vorstellungen und Anforderungen unserer Kunden“, beschreiben Gründer Paul Hohmann und Geschäftsführer Steffen Hohmann unisono die Philosophie des Unternehmens. „Zudem ist unser Kalibrierlaboratorium durch die Deutsche Akkreditierungsstelle nach DIN EN ISO 17025 akkreditiert. Dies ermöglicht es uns, DAkkS-konforme Kalibrierungen im mechanischen Bereich Drehmoment anzubieten.“
Ein besonders wichtiger Anwender der CEH-Anlage ist Testo Industrial Services, die als Kalibrierdienstleister die Anlage sowohl im eigenen Labor als auch vor Ort beim Kunden einsetzen. Die Kalibriereinrichtung ist aktuell in der modernen Calibration Factory von Testo Industrial Services im Einsatz, wo sie für akkreditierte Kalibrierdienstleistungen und anspruchsvolle Kundenprojekte genutzt wird.
Testo Industrial Services bietet als Kalibrierdienstleister ein breites Spektrum an akkreditierten Kalibrierungen. Die Zusammenarbeit zwischen CEH und Testo Industrial Services unterstreicht die Praxistauglichkeit und Leistungsfähigkeit der Lösung. Um die Kundenlösungen möglichst perfekt umzusetzen, wird in der Entwicklung und im Kalibrierlabor bei CEH ständig an Verbesserungen beispielsweise der Drehmomentkalibriereinrichtungen gearbeitet. „Jüngste Beispiele, die den Endkunden ein noch reibungsloseres Arbeiten mit den Drehmomentkalibriereinrichtungen ermöglichen, sind unsere eigens hierfür entwickelte Luftlagerungen – und auch der Umstieg auf die Galaxie-Getriebetechnologie von Wittenstein“, berichtet Hohmann.
Die Kalibriereinrichtung, in der das Galaxie-Getriebe GH 175 zum Einsatz kommt, arbeitet mit einem stationären Referenzprinzip. Kalibriert werden können Drehmomentaufnehmer bis 5 kNm mit einer Messunsicherheit von 0,02 Prozent. Die Einhaltung der DIN ISO 51309 „Werkstoffprüfmaschinen-Kalibrierung von Drehmomentmessgeräten für statische Drehmomente“ gewährleistet dabei einen standardisierten und damit vergleichbaren Kalibrierablauf. Um den Drehmomentaufnehmer zu kalibrieren, wird dieser durch die drehbare Vorrichtung der Kalibriereinrichtung stufenweise mit definierten Drehmomenten belastet.
„Jedes dieser Drehmomentplateaus muss über eine definierte Zeitdauer gehalten werden, bevor die nächsthöheren oder niedrigeren Stufen angefahren werden“, erläutert Hohmann. Während der Belastungsstufen werden die Ausgangssignale des Drehmomentaufnehmers, also dem „Prüfling“, aufgezeichnet. Die gemessenen Werte werden dann mit den Referenzwerten des kalibrierten Standardsensors verglichen sowie eine Kalibrierkurve unter Angabe von Linearität und Hysterese erstellt. Nach der Prüfung der Genauigkeit des Aufnehmers auf den verschiedenen Drehmomentplateaus wird die Empfindlichkeit des Sensors berechnet und schließlich ein Kalibrierzertifikat erstellt.
Hohe Überlastfähigkeit und Nullspiel
Das Winkelgetriebe Galaxie GH 175 – das „nebenbei“ durch sein geringes Gewicht und die kompakte Bauform die Handhabung der Kalibriereinrichtung wesentlich vereinfacht – ist in die Drehvorrichtung integriert, durch die die Drehmomentaufnehmer mit den definierten Laststufen beaufschlagt werden. Das bislang eingesetzte Planetengetriebe zeigte – bedingt durch die nur geringflächige Linien- oder Punktberührung im Zahnkontakt sowie ein vorhandenes Getriebespiel – auf den einzelnen Plateaus immer wieder ein Setzverhalten, das die Messungen beeinträchtigt hat. „Die hieraus resultierenden Mess-Peaks bedeuteten, dass die vorgegebenen Drehmoment-Sollwerte des jeweiligen Plateaus nicht störungsfrei eingehalten werden konnten. Das wiederum zog ein aufwändiges Nachregeln und damit Verlängern des Kalibrierprozesses nach sich“, erklärt Hohmann. „Zudem war mit dem vorherigen Getriebe aufgrund der geringeren Kontaktfläche im Zahneingriff auch die Überlastfähigkeit deutlich limitiert.“
Mit dem in individuellen Motor-Getriebe-Kombinationen einsetzbaren Galaxie GH 175 hat für CEH und seine Kunden diesbezüglich ein neues technologisches Zeitalter begonnen. „Durch das konstruktive Prinzip mit dynamisierten Einzelzähnen, die oszillierend mit ihrer Fläche in die Innenverzahnung hinein- und herausgleiten, erreicht jedes Galaxie-Getriebe immer eine Verzahnung mit einem echten Flächenkontakt“, beschreibt Wittenstein-Vertriebsingenieur Christopher Bendig das Funktionsprinzip. „Dadurch wird jegliches Setzverhalten eliminiert, weil im Gegensatz zur Linien- oder Punktberührung anderer Getriebeprinzipien bei Galaxie im Zahneingriff bereits eine passende Druckverteilung in der Kontaktfläche erreicht ist.“ Zudem sind aufgrund der besonderen Kinematik des Galaxie-Systems nahezu alle Einzelzähne im Zahnträger an der Drehmomentübertragung und Steifigkeitsbildung beteiligt.
„Das macht das Galaxie nicht nur spielfrei, sondern gewährleistet auch eine signifikant überlegene Überlastfähigkeit sowie dauerhaft sehr hohe Steifigkeit bei Wechselbelastung im Nulldurchgang, wenn die Drehrichtung gewechselt wird, um Drehmomente von steigenden zu fallenden Lastzyklen aufzubringen“, erklärt Christopher Bendig. „Durch die Integration des Galaxie-Getriebes konnten wir die Stabilität und Wiederholgenauigkeit unserer Drehmomentkalibrierungen weiter verbessern und erreichen noch bessere Messunsicherheiten“, bestätigt Fabian Schneider, Junior Experte / Messgrößenverantwortlicher Drehmoment, Kraft & Waagen bei Testo Industrial Services.
Bessere Performance und neue Möglichkeiten
Die erste Drehmomentkalibiermaschine mit integriertem Galaxie-Getriebe hat CEH vor einigen Monaten an Testo Industrial Services ausgeliefert. Gerade im Bereich der Drehmomentkalibrierung setzt Testo Industrial Services mit dieser Anlage neue Maßstäbe: Die Kalibriereinrichtung wird gezielt für hochpräzise und akkreditierte Kalibrierungen eingesetzt, bei denen höchste Anforderungen an Stabilität, Wiederholgenauigkeit und Messunsicherheit gestellt werden. Testo Industrial Services ist mit der Performance der Kalibriereinrichtung nicht zuletzt dank der Vorzüge des GH 175 ebenso zufrieden wie CEH mit dem Getriebe selbst. „Durch die Kombination aus Getriebetechnologie und unserer langjährigen Erfahrung profitieren Kunden von besonders zuverlässigen und effizienten Kalibrierprozessen und der Möglichkeit, unterschiedlichste Drehmomentaufnehmer flexibel und normgerecht zu kalibrieren“, sagt Schneider.
„Wir sind von der Performancesteigerung, die das Galaxie-Getriebe unserer ohnehin hochpräzisen Drehmomentkalibriereinrichtung und unseren Kunden ermöglicht, begeistert – ein echter USP. Aus Konstruktionssicht positiv ist, dass das Getriebe eine geringere Masse aufweist und durch seine geringe Baugröße eine Reduzierung der Bauhöhe der Gesamtmaschine ermöglicht. Zudem kann es durch ein platzsparendes Adapterteil an eine Vielzahl verschiedener Motoren angebunden werden. Dadurch sind wir bei der Auswahl der Motorfabrikate frei und können das Getriebe auch in vielen verschiedenen CEH-Anlagen einsetzen. Die niedrige Bauhöhe und einfache Motorintegration ersparen uns viel Zeit bei der Montage. Das Preis-Leistungsverhältnis passt – und wenn es auch künftig bei der schnellen und zuverlässigen Lieferfähigkeit bleibt, haben wir natürlich nichts dagegen“, resümiert Gründer Hohmann. Verlockende Aussichten also für Kalibriermaschinenhersteller wie CEH.
