Es erlaubt doppelt so hohe Übersetzungen wie bei bisherigen Koaxialgetrieben, da auf umlaufende Zahnräder verzichtet wurde und stattdessen Kolben für die Leistungsübertragung genutzt werden. Die Rede ist innovativen Getriebeprinzip „Smart Gear“ – ein mittlerweile patentiertes Antriebssystem, das derzeit als Prototyp umgesetzt wurde und eine Zäsur in der Antriebstechnik darstellen könnte.
Im Rahmen seiner Masterarbeit an der TU Graz entwickelte Philipp Eisele 2019 ein Konzept für einen kollaborativen Roboter, also einen Industrieroboter, der mit Menschen zusammenarbeitet. Als Doktorand am Institut für Fertigungstechnik der TU Graz entwickelte er nun das Konzept weiter – und ist heute Erfinder von „Smart Gear“.
„Im Vergleich zu herkömmlichen Getrieben ermöglicht das patentierte System eine Verdopplung des Übersetzungsverhältnisses bei gleichzeitiger Erhöhung des zu übertragenden Drehmoments“, erklärt Eisele. Dadurch kann die Baugröße und damit das Gewicht im Vergleich zu bestehenden Getrieben halbiert werden, ohne an Wirkung zu verlieren. Der „Smart Gear“-Prototyp besteht aus Stahl und Aluminium. Der Aufbau erfolgt modular, die einzelnen Komponenten können dadurch in der Massenfertigung günstig produziert werden und durch unterschiedliche Kombinationen ein breites Produktspektrum abdecken. „In der Praxis werden Antriebe also kleiner, leichter und günstiger“, fasst Eisele die Vorteile zusammen. Der Einsatz von „Smart Gear“ ist bei Industrierobotern, Hebevorrichtungen oder Positioniereinrichtungen möglich.
Die zentrale Stärke von „Smart Gear“ liegt im verfügbaren Platz im Gehäuse, der durch den Wegfall der umlaufenden Zahnräder entstanden ist, wie Eisele erklärt: „Wir können den Hohlraum für intelligente Sensorik nutzen, die völlig neue Services ermöglicht.“ So lässt sich das Getriebe beispielsweise mit Cloud-Diensten oder mit lokalen Firmen-Netzwerken verbinden, wodurch Unternehmen neben der Mechanik auch Leistungsdaten und den Getriebe-Zustand überwachen und somit ihre Produktionsprozesse effizient managen können.
Noch in diesem Jahr soll die Vorserienproduktion starten; es laufen bereits erste Gespräche mit Roboterherstellern und Unternehmen aus der produzierenden Industrie, die „Smart Gear“ in ihre Produkte integrieren wollen. Eisele denkt schon einen Schritt weiter: Er möchte die Fertigung durch innovative Fertigungsprozesse und neue Materialien noch günstiger und effizienter gestalten.