Megatrends wie Neo-Ökologie, Urbanisierung, Gesundheit, Mobilität, Konnektivität und Sicherheit treiben Innovationen in Industrie und Gesellschaft voran. Sie sind eng verknüpft mit Themen wie Automatisierung und Digitalisierung und verlangen nach integrierten und intelligenten Lösungen. Mechatronische Systeme nehmen hierbei eine Schlüsselrolle ein. 

Wenn Getriebekompetenz, Innovationsdenken, mechatronische Kompetenz und Software-Know-how zusammenfinden, entsteht ein einzigartiger Wissens-, Experten- und Ressourcen-Pool. So geschehen bei Nabtesco. Durch die Erweiterung der Unternehmensfamilie stellt sich das Unternehmen breiter auf und etabliert sich zunehmend als Partner für komplette mechatronische Systeme. „Ob Getriebeauslegung, Motorenfertigung, Sensorik-Expertise, Steuerungskompetenz, Softwareentwicklung, Robotik-Know-how oder Automotive-Erfahrung: Wir haben diese Skills an Bord und realisieren richtungsweisende Antriebslösungen für die Industrie, die Mobilität, die Robotik und den Maschinenbau – von einzelnen Getrieben über Aktuatoren bis hin zu kompletten mechatronischen Systemen“, so Daniel Obladen, Director Sales & Marketing bei Nabtesco Precision Europe, und betont: „Beeinflusst von den Megatrends entwickeln wir die passenden Produkte.“

Zykloid- und Wellgetriebe aus einer Hand

„Mit Zykloidgetrieben und Wellgetrieben haben wir zwei extrem leistungsstarke Technologien im Programm, die sich perfekt ergänzen. Das führt zu einer vollständigen Skalierbarkeit von sieben bis 28.000 Nm im Produktportfolio und ermöglicht es uns, passende Präzisionsgetriebe-Lösungen für wirklich alle Achsen und Anwendungen zu realisieren – von ganz klein bis sehr groß. Das ist einzigartig am Markt“, betont Daniel Obladen. Der Fertigungsprozess ist hochautomatisiert und auf maximale Effizienz sowie gleichbleibend hohe Qualität ausgerichtet. Die Produktionskapazität beträgt über eine Million Getriebe pro Jahr und wird bis 2030 auf jährlich zwei Millionen ausgebaut. Die Wellgetriebe werden am Ovalo-Standort in Limburg (Lahn), einer 100-prozentigen Tochter von Nabtesco Europe, nach Automotive-Standard (Zertifizierung IATF 16949) produziert. Auch andere Unternehmen können von der automotive-konformen Infrastruktur und der hohen Prozesskompetenz profitieren und Nabtesco als Outsourcing-Partner nutzen, zum Beispiel für die Teilmontage von Cobots.

Die Zukunft: mechatronische Lösungen

Die Präzisionsgetriebe bilden unter anderem die Basis für die megatrendbasierte Produktentwicklung von mechatronischen Systemen, Tendenz stark steigend. „Megatrends wie Neo-Ökologie, Individualisierung, Urbanisierung, Gesundheit, Mobilität, Konnektivität und Sicherheit sind starke Treiber für Innovationen in Industrie und Gesellschaft. Sie sind eng verknüpft mit Themen wie Automatisierung und Digitalisierung und verlangen nach integrierten und intelligenten Lösungen“, so Daniel Obladen und ergänzt: „Mechatronische Systeme sind dabei der Schlüssel. Durch die Kombination von Mechanik, Elektronik, Steuerungstechnik sowie Informatik ermöglichen sie völlig neuartige Funktionen und ebnen den Weg zu fortschrittlichen Technologien und revolutionären Anwendungen.“ Das komplexe Zusammenspiel der verschiedenen Fachdisziplinen erfordert ein hohes Maß an Know-how, Erfahrung und Systemintegration. Bei Nabtesco resultieren daraus innovative Lösungen, die die technologische Transformation voranbringen – wie die weltweit erste rein elektrische Lenk- und Antriebslösung ohne Hydraulik für Nutzfahrzeuge (CV-EPS), maßgeschneiderte Antriebslösungen für Exoskelette, Präzisionsaktuatoren und digitale Wellgetriebe.

Neue Steer-by-Wire-Plattform für den Niedervolt-Bereich

Bei CV-EPS (CV-EPS = Commercial Vehicle Electronic Power Steering) handelt es sich um eine modulare Steer-by-Wire-Plattform für das autonome Fahren (mechanischer Baukasten mit softwarebasiertem Customising). Das Konzept besteht aus einem speziell auf den Fahrzeugbau abgestimmten Zykloidgetriebe, einem eigens designten Zwei-Kanal-Motor, einer Control Unit sowie einem Lenkalgorithmus und wurde für die Integration in Nutzfahrzeuge konstruiert und industrialisiert. 

Den Auftakt machte 2022 das Hochvolt-System AxCu (Axle steering Control Unit), das auf mehreren SRT-Linien im öffentlichen Nahverkehr Chinas eingesetzt wird. SRT ist ein elektrisch angetriebener Multigelenkbus für den städtischen Personentransport mit hoher Kapazität, der inzwischen mehr als eine Million Fahrkilometer vorweisen kann. 

Mit einer Niedervolt-Lösung für 24 bis 48 Volt geht Nabtesco jetzt den nächsten Schritt. Mit moderner Motorentechnologie, innovativer Steuerungssoftware, kompakten Abmessungen und geringem Gewicht ist das neue Steer-by-Wire-System für den Einsatz in Trucks, Lkw und Bussen optimiert. „Lenksysteme für Busse und Lkw nutzen in der Regel eine Kombination aus Hydraulik und Kugelumlaufspindel. Doch die Reibung zwischen den Wälzkörpern führt gerade bei hohen Drehmomenten zu nicht-linearen Drehmomentschwankungen. Diese können softwareseitig nicht kompensiert werden“, so Daniel Obladen. Bemerkbar macht sich das unter anderem durch ein negatives Lenkgefühl, beispielsweise ein Wackeln. Mit einem rein elektro­mechanischen System wie CV-EPS, das ohne Hydraulik und Kugelumlaufspindeln auskommt, gehört diese Problematik der Vergangenheit an.

Human-Machine-Interaction eröffnet neue Chancen 

Auch in der Medizintechnik und Gesundheitstechnologie findet eine Mobilitätswende statt. Nabtesco Corporation, die Muttergesellschaft der Nabtesco Precision Europe, hat ein mikro­prozessorgesteuertes intelligentes Prothesenkniegelenk (Allux 2) entwickelt. Es erkennt die Gehgeschwindigkeit des Benutzers, passt den Hydraulikzylinder an und steuert automatisch die Schwunggeschwindigkeit des Kniegelenks, sodass ein bequemes, sicheres sowie natürliches Gehen ermöglicht wird. Gehen, Stehen, Treppensteigen: Alltagsbewegungen wie diese werden mit entsprechenden Exoskeletten auch für querschnittsgelähmte Menschen wieder möglich. Für das Studenten-Projekt RISE (Research and innovation in student exoskeleton development) der TU Berlin hat Nabtesco Precision Europe am Standort Limburg sechs elektromechanische Antriebe bestehend aus Wellgetriebe, E-Motor und Positionssensorik entwickelt, die helfen, Hüfte und Knie mobil zu machen.

Digitales Wellgetriebe ohne zusätzlichen Platzbedarf

In der Industrie sind intelligente, digital vernetzte Systeme längst tonangebend. Smarte Sensorik ist das Schlagwort der Stunde. Doch die funktionale Erweiterung geht bei Getrieben meist mit einer Baugrößenveränderung einher. Nabtesco hat ein sensorisiertes Wellgetriebe entwickelt, das sich hinsichtlich der Abmessungen von einem Standardgetriebe nicht unterscheidet. Das Ergebnis: mehr Benefits bei gleichem Bauraum.

Ein Sensor ermittelt Drehmoment, Temperatur sowie Vibration und wertet die Daten in der integrierten Electronic Evaluation Unit (EEU) aus. Für die Anwender ergeben sich nennenswerte Vorteile in Bezug auf Condition Monitoring und Predictive Maintenance, Überlast-Erkennung, Berechnung der realen Lebensdauer und Bestimmung des Getriebefehlers. „Mit unserem kompakten, sensorisierten Wellgetriebe erweitern wir unser Angebot an digitalen Lösungen und führen die Antriebstechnologie in die Zukunft. Unser Plug-and-Play-Produkt kombiniert die hochpräzise, spielfreie Technologie mit smarter Sensorik und künstlicher Intelligenz – und das ganz ohne Baugrößenveränderung. Damit löst es zentrale Probleme unserer Kunden und trägt entscheidend zu Effizienzsteigerungen, Performance-Optimierungen, Ressourcenschonung und mehr Wirtschaftlichkeit bei“, fasst Daniel Obladen die Vorteile zusammen.
Alle Wellgetriebe – egal ob mit oder ohne Sensorik – werden nach Kundenwunsch entwickelt und zu 100 Prozent auf die individuelle Applikation zugeschnitten. Auch Getriebeeigenschaften – zum Beispiel Rücktreibmoment, Überlastfähigkeit, Übertragungsgenauigkeit und Hauptlagerung – können an die anwendungsspezifischen Anforderungen angepasst werden.

 Autorin
Jennifer Hagmeyer, Team Lead Marketing