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Themen wie Nachhaltigkeit, Energieeffizienz, Industrie 4.0, Automatisierung, Robotik, Individualisierung, Digitalisierung und künstliche Intelligenz (KI) gehören derzeit branchenübergreifend zu den stärksten Innovationstreibern. Auch in der Antriebstechnik bestimmen diese Megatrends den technologischen Fortschritt. Wie wird Nabtesco ihnen gerecht und welche Themenfelder stehen 2024 besonders im Fokus? Daniel Obladen, Head of Sales General Industries bei der Nabtesco Precision Europe GmbH, weiß mehr.

Wie geht es 2024 mit den oben genannten Trends weiter? Welche Entwicklungen sind in der Antriebstechnik zu erwarten?

Daniel Obladen: Die Musik spielt vor allem in den Bereichen Software und Steuerungselektronik. Industrial Internet of Things (IIoT), Embedded Systems, Big-Data-Technologien, künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen, Low-Code-/No-Code-Konzepte, Cloud-Dienste, Edge Computing usw. – all diese Trends werden die Antriebstechnik nachhaltig prägen, hier sind die größten Entwicklungssprünge zu erwarten. Software ist aber nur eine Seite der Medaille. Die andere Seite ist die Hardware. Nur in Kombination mit hochwertiger Hardware-Technologie lassen sich die Performance- und Effizienzpotenziale der Software-Innovationen voll ausschöpfen. Das ist wie im Sport. Wer Spitzenleistungen erbringen will, braucht leistungsfähiges Equipment. Die Laufschuhe können über Sieg oder Niederlage entscheiden. Nicht anders verhält es sich in der Antriebstechnik. Trotzdem beobachten wir oft, dass viel Geld und Mühe in moderne Software-Themen investiert wird, während der Hardware, u.a. den Getrieben, weitaus weniger Beachtung geschenkt wird.

Was bedeutet das konkret? Welche Rolle spielen Getriebe auf dem Weg hin zu mehr Effizienz, Sicherheit und Funktionalität in der Antriebstechnik?

Daniel Obladen: Als Wandler von Drehmoment und Drehzahl sind Getriebe ein zentraler Baustein im Antriebsstrang von Maschinen und Anlagen und tragen wesentlich zur Leistungsfähigkeit und Effizienz bei. Sie sind quasi der Taktgeber der Produktion. Daher sollte auf die Wahl und Auslegung des passenden Getriebes besonderes Augenmerk gelegt werden. Nehmen wir beispielsweise das Thema Safety, das aktuell viel diskutiert wird und für Branchen wie Automation & Robotik sowie Medizintechnik von großer Bedeutung ist. Die Mehrheit der Anwender konzentriert sich fast ausschließlich auf Aspekte wie Sensoren, Steuerung usw. Doch was nützt die beste Sensorik, wenn das Getriebe bzw. die mechanische Antriebstechnik den hohen Anforderungen der Anwendung nicht gewachsen ist? Technologien wie unsere Zykloidgetriebe machen da den Unterschied. Aufgrund ihrer speziellen Konstruktion sind sie besonders widerstandsfähig gegen Stoß- und Überbelastung (Schockbelastbarkeit bis zu 500 % des Nenndrehmoments) und bringen so die nötigen Sicherheitsreserven für einen zuverlässigen Betrieb mit. Gerade bei hochuntersetzenden Anwendungen sind sie dank ihrer Leistungsdichte im Vorteil, insbesondere im Vergleich zu Schneckengetrieben. 

Nachhaltigkeit gehört nach wie vor zu den wichtigsten Trends in der Antriebstechnik. Welche Vorteile bieten Zykloidgetriebe?

Daniel Obladen: Dank ihrer hohen Widerstandsfähigkeit gewährleisten Zykloidgetriebe eine überdurchschnittlich lange Lebensdauer. Hochwertige, langlebige Produkte sparen Ressourcen und sind ein wichtiger Schritt zu mehr Nachhaltigkeit in der Antriebstechnik. Ein guter Indikator für die Langlebigkeit von Getrieben ist ihre Überlastfähigkeit. Diese ist bei Zykloidgetrieben zwei- bis dreimal höher als bei Planetengetrieben. Ausschlaggebend ist hier vor allem die Kraftübertragung über Kurvenscheiben und Rollen. Dadurch ist ein fast vollständiger Kontakt sowie eine gleichmäßige Kraftverteilung innerhalb des Zykloidgetriebes gegeben, was eine hohe Steifigkeit zur Folge hat. Auch die großen integrierten Schrägkugellager, die axiale sowie radiale Lasten und Biegemomente optimal aufnehmen, tragen zur hohen Belastbarkeit bei. Verglichen mit herkömmlichen Technologien wie Planetengetriebe und Schneckengetriebe haben Getriebe in zykloider Bauart zudem einen sehr geringen Verschleiß. Selbst über einen langen Zeitraum ist die Spielzunahme extrem gering (Hystereseverlust 0,5 bis max. 1 arcmin). 

Wohin geht die Reise in Sachen Energieeffizienz?

Daniel Obladen: Energieeffizienz ist momentan ganz klar der Megatrend Nr. 1 in der Antriebstechnik. Daran wird sich angesichts steigender Energiepreise und strengerer Vorgaben auch 2024 nichts ändern. Hybridisierung, Elektrifizierung und Downsizing sind die Konzepte der Zukunft. So werden schwere Lasten oft noch mittels Hydraulik bewegt. Das ist platzraubend und ineffizient. Zykloidgetriebe garantieren selbst bei hohen Traglasten eine präzise Positionierung und stellen damit eine effiziente elektromechanische Alternative dar, beispielsweise für das Bewegen großer Glasscheiben, Bleche, Maschinenteile oder sogar ganzer Fahrzeuge. Dank ihrer hohen Steifigkeit und kompakten Bauweise ermöglichen sie zudem den Bau kleinerer Maschinen und Anlagen. Das wirkt sich positiv auf den Energie- und Ressourcenverbrauch sowie die Gesamtbetriebskosten aus. 

Was verbirgt sich hinter dem Schlagwort Hybridisierung?

Daniel Obladen: Hybridisierung meint die Kombination unterschiedlicher Technologien, z. B. die Verknüpfung von mechanischen Produkten, also unseren Getrieben, mit ergänzenden digitalen Dienstleistungen. Für die Kunden entsteht dadurch ein echter Mehrwert. Hybride Konzepte wie der digitale Getriebe-Zwilling eröffnen Performance- und Effizienzvorteile in der Antriebstechnik. Mit einem Nabtesco-Add-on für die Robotersteuerung lässt sich beispielsweise die Robotergenauigkeit um den Faktor 9 steigern. So können in Zukunft hochgenaue Handling- und Bearbeitungsaufgaben roboterbasiert mit der Präzision einer Werkzeugmaschine ausgeführt werden. Auch für eine künftige Echtzeitüberwachung von Robotern spielt der digitale Getriebe-Zwilling eine zentrale Rolle, denn er ermöglicht eine individuelle Momentaufnahme der Roboterauslastung und damit eine Betrachtung der Restlebensdauer jedes einzelnen Getriebes im Roboter. Virtuelle Sensorik liegt im Trend.

Welche Trends beobachten Sie aktuell noch im Bereich Antriebstechnik?

Daniel Obladen: Themen wie Automatisierung, Digitalisierung, Industrie 4.0, Verfügbarkeit und Mass Customisation verlieren so schnell nicht an Aktualität und werden uns auch 2024 und darüber hinaus begleiten. Im Trend liegen außerdem Konzepte wie Low-Cost-Robotik und Simplicity. Low-Cost-Roboter sind kostengünstig sowie leicht handhabbar und ermöglichen einen niederschwelligen Einstieg in die Automatisierung. Sie eignen sich vor allem für einfache Handlingaufgaben mit geringeren Anforderungen an Präzision und Dynamik. Bei Simplicity geht es um die Reduzierung von Komplexität und damit eine geringere Fehleranfälligkeit und weniger Kosten. Die Neco®-Serie ist ein sehr gutes Beispiel für diesen Ansatz. Durch Fokussierung auf Perfektion haben wir eine sehr wirtschaftliche Lösung geschaffen, ohne Abstriche bei den technischen Spezifikationen machen zu müssen.

Wo sehen Sie die Ursachen für die zunehmend Automatisierung?

Daniel Obladen: Treibende Faktoren sind unter anderem der Fachkräftemangel, Reshoring (Rückverlagerung von Produktionskapazitäten) und Kostenreduktion. Höhere Effizienz, höhere Produktivität, Entlastung der Mitarbeiter, bessere Wirtschaftlichkeit sind hier Schlagworte. Auch der technologische Fortschritt spielt eine Rolle. So gibt es inzwischen Robotiklösungen für die Reinigung von Därmen in der Wurstherstellung oder für das Bin Picking, also das Greifen unsortierter Objekte. Bis vor kurzem war das technisch nicht realisierbar. Erst durch die Entwicklung optischer Systeme, die in Echtzeit Daten verarbeiten können, ist auch in solchen Anwendungen eine Automatisierung der Prozesse möglich.

Wichtige Trends in der Antriebstechnik 2024:

• Energieeffizienz 
• Nachhaltigkeit
• Automatisierung
• Hybridisierung
• Downsizing
• Safety
• Simplicity
• Mass Customisation
• Low-Cost-Robotik
• Künstliche Intelligenz (KI)
• Big-Data-Technologien
• Virtuelle Sensorik

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