Getriebe laut Entwicklungsleiter Lukic wichtiges Standbein von Maxon Motor
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Getriebe laut Entwicklungsleiter Lukic wichtiges Standbein von Maxon Motor

Präzise Antriebssysteme
Getriebe laut Entwicklungsleiter Lukic wichtiges Standbein von Maxon Motor

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Motoren und Steuerungen allein machen noch keinen Antrieb aus. Aus diesem Grund entwickelt Maxon Motor seit den 1980er Jahren auch Getriebe als drittes Produkt-Standbein. Im Interview mit KEM Konstruktion erläutert Darko Lukic, Leiter Getriebeentwicklung, Maxon Motor GmbH, Sexau, wie es dazu kam und in welchen Branchen die Getriebe zum Einsatz kommen.

» Interview: Johannes Gillar, stellvertretender Chefredakteur KEM Konstruktion

KEM Konstruktion: Neben Motoren und Steuerungslösungen, entwickelt, fertigt und vertreibt Maxon auch Getriebe. Wie wichtig ist dieser Geschäftszweig für das Unternehmen?

Lukic: Um den richtigen Antrieb für unsere Kunden anbieten zu können, braucht es Motoren, Steuerung und Getriebe. Dies sind die drei Standbeine in unserem Produktportfolio. Nachdem ab den 60er Jahren Getriebe zugekauft wurden, entschloss man sich in den 80er Jahren selbst Getriebe zu entwickeln und zu produzieren. 1989 wurde dann der Standort in Sexau, in der Nähe von Freiburg, gegründet. Mit Entwicklungs- und Produktions- Know-how für Standardgetriebe und deren Modifikation, aber auch kundenspezifischen Getriebe, konnte man nun Kundenerwartungen besser erfüllen. Die große Nachfrage über die letzten Jahrzehnte führte dazu, dass sich der Standort gut entwickelt hat und sowohl das Kompetenzzentrum für Getriebeentwicklung und -montage als auch wichtige Schlüsseltechnologien aufgebaut wurden. Neben der spanenden Fertigung von Getriebe- und Motorkomponenten, wurde auch die CIM/MIM-Technologie auf- und ausgebaut. Erst dadurch konnten auch auf der Getriebeseite relevante Wettbewerbsvorteile generiert werden.

KEM Konstruktion: Im letzten Jahr haben Sie eine Ultra-Performance-Kleingetriebe-Reihe vorgestellt. Deren Weiterentwicklung war für 2020 angekündigt. Was hat sich diesbezüglich getan?

Lukic: In der GPX-UP-Getriebereihe starteten wir mit den Größen Ø 22 und 32 mm. Ende 2019 folgte das UP-Getriebe mit Ø 52 mm, welches auch in unserem Kompaktantrieb IDX verbaut ist oder alternativ mit unseren Flach- und Innenläufermotoren kombiniert werden kann. Seit April 2020 ist nun zusätzlich das Ultra-Performance-Getriebe mit Ø 42 mm dazugestoßen und wir planen weitere Größen. So sind die Varianten Ø 8 mm, 10 mm und 70 mm bereits kundenspezifisch im Einsatz und werden die Plattform erweitern. Es freut uns, dass die Vorteile, wie 30% mehr Wirkungsgrad gegenüber üblichen Planetengetrieben, deutlich erhöhte Lebensdauer und höhere Drehmomente, gerne vom Markt angenommen werden. Bei mobilen Robotern, bei denen Getriebekonzepte mit deutlich schlechteren Wirkungsgraden als übliche Planetengetriebe bisher verwendet werden, eröffnen sich aktuell viele Möglichkeiten mit den Ultra-Performance-Getrieben. Insbesondere gegenüber Zykloid- und Wellgetrieben, ergibt sich bei gleicher Motorengröße und deutlich besseren Wirkungsgrad über 50% mehr Drehmoment. Wir sind gespannt wie sich unser Marktanteil auf die Ultra-Performance- und Cyclo-Flex-Wave-Getriebe aufteilen wird. Beide Konzepte haben ihre Berechtigung und ihre Vorteile.

KEM Konstruktion: Ebenfalls im Programm hat Maxon die Cyclo-Flex-Wave-Getriebe „GC“. Können Sie uns einige Details zu diesen Getrieben verraten, wo man sie einsetzt, welche Vorteile sie für Anwender haben, etc.?

Lukic: Das Cyclo-Flex-Wave-Getriebe wurde hauptsächlich für die Robotik entwickelt. Bisher sind auf dem Markt für Robotik und Automation nur relativ teure oder kurzlebige Getriebe zu finden. Entsprechend haben wir es uns zur Aufgabe gemacht, ein geeignetes Getriebe für diesen Megatrend zu konzipieren und anzubieten. Von unseren Lead-Kunden wurden insbesondere höhere Steifigkeit und Überlastfähigkeit, aber auch ein geringeres Geräusch und ein besserer Wirkungsgrad gewünscht. Die Idee war, die Vorteile von Wellgetrieben und Zykloidgetrieben zu vereinen. Auf der Antriebsseite sehen wir den Wavegenerator vom Wellgetriebe als die geeignete Variante an, um auch hohe Untersetzungen in einer Stufe realisieren zu können, aber auch um Unwucht, die bei Zykloidgetrieben dazu gehören, zu vermeiden. Auf der Abtriebsseite überwiegt der konzeptionelle Nachteil beim Flextopf vom Wellgetriebe, weswegen wir uns hier für einen Abtrieb ähnlich wie beim Zykloidgetriebe entschieden haben. Für unser neuartiges Getriebekonzept konnten wir auch mehrere Patente anmelden. Neben den ganzen technischen Überlegungen achten wir bei der Entwicklung penibel auf die Kosten, da das Produkt nur zum Fliegen kommt, wenn wir damit einen betriebswirtschaftlichen Vorteil bei unserem Kunden generieren können. Ursprünglich sollte der Vertrieb dieses Getriebes in 2020 starten. Wir kamen jedoch zum Entschluss, dass wir weitere Zeit investieren wollen, um die technischen Vorteile noch weiter auszuarbeiten. Die ersten drei Größen mit den Außendurchmessern 50, 60 und 70 mm sollen 2021 in Serie gehen.

KEM Konstruktion: Zu Ihrem Portfolio gehört auch das Radantriebssystem Maxon Wheel Drive. Können Sie hierzu einige technische Details nennen?

Lukic: Das Maxon-Wheel-Drive-System (MW) ist ein hochintegriertes Antriebssystem, das Motor, Getriebe, Bremse und Rad beinhaltet. Unsere langjährige Erfahrung bei allen Komponenten kam uns bei der Entwicklung zugute. Durch die hohe Fertigungstiefe konnten wir Getriebe und Bremse stark integrieren und dadurch einen sehr kompakten Antrieb aufbauen. Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal ist uns mit der sehr robusten Radlagerung gelungen. Das Getriebe wurde wegen der hohen Wirkungsgrad- und Lebensdaueranforderungen an die Ultra-Performance-Getriebereihe angelehnt. Auf der Motor- und Elektronikseite konnten wir ebenfalls auf bewährtes zurückgreifen, und schnell auf den steigenden Bedarf reagieren.

KEM Konstruktion: Welche Branchen beziehungsweise Applikationen adressieren Sie mit diesem System?

Lukic: Wir sehen seit einiger Zeit einen kontinuierlich wachsenden Markt bei fahrerlosen Transportsystemen, AGV’s und AMR‘s. Sie werden meistens für den Materialtransport in der Logistik eingesetzt und werden automatisch gesteuert und berührungslos geführt. Durch den starken Anstieg im Onlinehandel wurde der Trend zudem befeuert. Mit unserem neuen Radantrieb wollen wir dieser Entwicklung Rechnung tragen und unseren Kunden eine einfache und zuverlässige Antriebslösung bieten.

KEM Konstruktion: Die NASA hat Ende Juli 2020 ihren fünften Rover zum Mars gesendet. Maxon ist wieder mit dabei. Welche Produkte aus Ihrem Hause sind bei dieser Mission im Einsatz und welche Aufgaben erfüllen sie?

Lukic: Den Start haben wir natürlich gespannt vor unseren Bildschirmen mitverfolgt. Das wird bei der Landung auf dem Mars am 18. Februar 2021 wahrscheinlich noch intensiver sein. Bei solchen Projekten dabei zu sein, ist schon etwas Besonderes und erfüllt uns mit Stolz. Dieses Mal haben wir drei verschiedene Maxon-Produkte in die Mission eingebracht, insgesamt 6-mal im Hubschrauber „Ingenuity“ und 10-mal im Rover „Perseverance“. Im Mars-Helikopter „Ingenuity“, der bis zu seinem Einsatz unter dem Rover transportiert wird, sind ein EC32fl-Motor und sechs DCX10-Motoren eingebaut. Der Rover beinhaltet neun EC32fl-Motoren mit einer integrierten Rastmoment-Bremse und ein GP22UP-Getriebe mit EC20fl-Motor. Im „Science Arm“, dem großen vorderen Arm des Rovers, sind zwei EC32fl-Motoren verbaut. Einer davon bewegt die Spannzange für die verschiedenen Bohrer. Diese sind in einem Karussell vorne am Rover befestigt und werden von dem anderen EC32fl je nach Bedarf gedreht. Im Inneren des Rovers übernimmt ein weiterer Arm die Bodenproben. Dessen Gelenke werden ebenfalls durch EC32fl-Motoren und dessen Greifer (End-Effector) durch das GP22UP mit EC20fl bewegt. Weitere EC32fl-Motoren werden für diverse Funktionen im „Sample Handling und Caching System“ verwendet. Dieses System analysiert jede Probe und füllt sie in Röhrchen, die dann versiegelt auf der Marsoberfläche abgelegt werden. Jahre später sollen diese Proben vom Mars Sample Fetch Rover abgeholt und zur Erde gebracht werden. Auch hier werden wir erneut mit zahlreichen Motoren und Getrieben mit vertreten sein.

Mehr Informationen zu den Getrieben von Maxon Motor:
hier.pro/tP4dh

Kontakt:
Maxon Motor GmbH
Produktion Deutschland
Untere Ziel 1
79350 Sexau
Tel. +49 7641 9114–0
shop.de@maxongroup.com
www.maxongroup.de


Im Interview

Darko Lukic, Leiter Getriebeentwicklung, Maxon Motor GmbH in Sexau


Mikroantriebe und Getriebe seit 6 Jahrzehnten

Maxon entwickelt und baut Elektroantriebe. Die DC-Motoren werden überall dort eingesetzt, wo die Anforderungen hoch sind und Ingenieure keine Kompromisse eingehen wollen. Die Motoren treiben die Nasa-Rover auf dem Mars an, sind in Insulinpumpen und in chirurgischen Handgeräten eingebaut. Man findet sie in humanoiden Robotern oder in hochpräzisen Industrieanlagen. In Tattoomaschinen, Passagierflugzeugen, Kameraobjektiven, Rennautos, Herzpumpen. Seit mehr als 50 Jahren stehen kundenspezifische Lösungen, Qualität und Innovation im Mittelpunkt. Das Produktprogramm umfasst: bürstenlose und bürstenbehaftete Gleichstrommotoren, bürstenlose Flachmotoren, Planetengetriebe, Stirnradgetriebe, Spezialgetriebe, Sensoren, Servoverstärker, Positioniersteuerungen, Hightech CIM- und MIM-Komponenten sowie kundenspezifische Antriebe.


Antriebssysteme für die Elektromobilität

Elektrische Antriebssysteme haben großen Einfluss auf unseren Alltag und die Mobilität. Noch vor 30 Jahren war es undenkbar, dass ein autonom fahrender Lieferroboter die bestellte Pizza oder ein Paket nach Hause bringt. Immer mehr Menschen nutzen E-Bikes oder E-Scooter zum Pendeln und in ihrer Freizeit. Ob auf der Straße, auf der Rennstrecke, im Logistiklager oder unter Wasser – Maxon-Mechatronik-Systeme treiben diese Fahrzeuge an. Die Systeme der Schweizer, bestehend aus Motoren, Getrieben, Sensoren, Batterien und Steuerungen, bilden die Basis, um komplexe Anwendungen zu realisieren. Egal ob Abrufen der aktuellen Fahrdaten oder Positionen, Setzen individueller Parameter oder Flottenmanagement – all dies erhalten Anwender durch Apps für mobile Geräte inklusive Cloud Anbindung. Alle Komponenten werden von Spezialisten verifiziert und dann auf einander abgestimmt.

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