Coole Kugeln

Kugelrollspindeln – Wenn Kugelrollspindeln in Werkzeugmaschinen dem stetigen Verschleiß Tribut zollen müssen und Stillstand droht, hat Tretter sicher die richtige Lösung …

19. Juni 2019
Coole Kugeln
Kugelrollspindeln von Dr. Tretter bestehen aus Meterware. Dabei werden zugekaufte Muttern und Kugeln mit kundenspezifisch bearbeiteten Spindeln im eigenen Werk verbaut. (© Tretter)

Für den Tausch von Kugelrollspindeln ist ein leistungsstarker Partner unerlässlich, sonst kann es teuer werden. Hier könnte ein Anwender sich im Verschleißfall an die Experten von Dr. Tretter wenden. Das Unternehmen ist fast immer in der Lage, ohne große Wartezeit die passende Kugelrollspindel zu liefern.

Dazu werden aber nicht ausschließlich fertige Kugelrollspindeln vorgehalten. Denn der Hersteller produziert seine gerollten Spindeln auf der anderen Seite auch aus Meterware und ergänzt sie mit lagerhaltigen Muttern. Gewirbelte Spindeln werden nach Zeichnung individuell gefertigt, geschliffene stehen in vielen Typenausführungen sogar ab Lager zur Verfügung.

Flexibel von Beginn an

Flexibel von Beginn an

Diese Vorgehensweise ist vor allen Dingen für Sondermaschinenbauer sehr interessant, da die Maße eines Projekts am Anfang nicht entscheidend sind. Zudem lässt sich die Spindel passgenau für den jeweiligen Einsatzzweck wählen. Beispielsweise empfehlen sich gerollte Ausführungen immer dann, wenn es nicht um das Positionieren mit allerhöchster Genauigkeit geht. Dies ist beispielsweise in der Logistik der Fall.

Die von gerollten Kugelrollspindeln erreichbare Genauigkeit von 52 Mikrometern auf 300 Millimeter ist für die in diesem Bereich eingesetzten Handhabungsautomaten völlig ausreichend. Das noch vorhandene Spiel verschwindet zudem komplett, wenn Lasten senkrecht bewegt werden.

Es ist interessant zu wissen, dass gerollte Kugelrollspindeln kalt verformt werden, weshalb diese keine unterbrochenen Fasern aufweisen und daher über eine widerstandsfeste Oberflächenstruktur verfügen. Der Laufmeter ist schon ab 120 Euro zu haben, während für eine geschliffene Kugelrollspindel 1.200 Euro für die gleiche Länge zu veranschlagen sind.

Die höherwertigen gewirbelten Kugelrollspindeln sind mit einer Genauigkeit von 23 Mikrometern auf 300 Millimeter deutlich präziser als die gerollte Variante.

Supergenau

Reicht selbst eine derartige Genauigkeit nicht mehr aus, sind geschliffene Kugelrollspindeln die richtige Wahl. Diese verfügen über eine Genauigkeit von 12 Mikrometern auf 300 Millimeter, was sie für den Einsatz in hochpräzisen Werkzeugmaschinen prädestiniert. Die Laufbahn für die Kugeln ist induktiv auf 60 bis 64 HRC gehärtet, der Kern hingegen weich, sodass die Kugelrollspindel sich elastisch verhält und doch über einen hohen Verschleißwiderstand verfügt.

Um die hohen Ansprüche der Werkzeugmaschinenhersteller befriedigen zu können, muss eine Kugelrollspindel absolut spielfrei laufen. Erreicht wird dies beispielsweise durch Vorspannung mithilfe einer Doppelmutter. Steht wenig Bauraum zur Verfügung, lässt sich Spielfreiheit auch durch exakt zueinander passende Kugeln erreichen.

Dazu ist es notwendig, den Durchmesser jeder produzierten Kugel einzeln bis aufs Mikrometer genau zu vermessen und exakt gleiche Kugeln in Sätzen zusammenzustellen. Aus diesen Sätzen werden dann diejenigen Kugeln gepaart, die ein Spiel von genau 0 Millimeter oder eine Vorspannung ergeben. Alternativ wäre es möglich, Kugeln ohne Berücksichtigung ihres präzisen Durchmessers einzufüllen und anschließend das Restspiel zu ermitteln.

Um dieses Restspiel zuverlässig zu eliminieren, ist es anschließend notwendig, eine Kugel gegen eine andere auszutauschen, die einen um das Spiel größeren Durchmesser hat. Die eingefüllten Kugeln laufen im verbauten Zustand in einem Kreislauf innerhalb der Kugelrollmutter, weshalb der Lauf sehr leichtgängig ist und der Verschleiß sich auf alle Kugeln verteilt.

Die Kugeln lassen sich dabei auf verschiedene Art und Weise im Kreislauf bewegen. Bei dem so genannten Umlenkstücksystem verläuft ein Kugelumlauf über einen ganzen Gewindegang. Am Ende angekommen, werden die Kugeln durch ein Umlenkstück zum Anfang des Ganges zurückbefördert. Beim Umlenkrohrsystem erfolgt diese Zurückbeförderung über ein Umlenkrohr, während beim Endkappenumlenksystem Rückführbohrungen in einer Endkappe dafür verantwortlich sind.

Perfekte Spindel berechnen

Abhängig von der zu bewegenden Last, dessen Beschleunigung und der gewünschten Lebensdauer kann Tretter die notwendige Größe der zu den Anforderungen passenden Kugelrollspindel berechnen. Die Experten helfen bei der Auswahl des stimmigen Kugelgewindetriebs, indem sie die Positioniergenauigkeit, die maximale Verfahrgeschwindigkeit und die gewünschte Lebensdauer erfragen.

Sie geben auch Tipps, aus welchen Werkstoffen die Kugelrollspindel bestehen muss, damit sie im eingesetzten Umfeld problemlos funktioniert. Im Lebensmittelbereich ist ein Korrosionsschutz zwingend erforderlich, in der Vakuum- und Reinraumtechnik sind Kunststoffe verboten, um eine Partikelabgabe zu verhindern.

Viel Erfahrung notwendig

Die Montage von Kugelrollspindeln sollten nur speziell geschulte Fachleute vornehmen, da diese Präzisionsteile eine falsche Handhabung übel nehmen. Bereits das einmalige Fallenlassen macht diese unbrauchbar. Keinesfalls sollte zur Montage die Mutter abgenommen werden, da dadurch Kugeln aus ihren Umlaufbahnen herausgeraten können und deshalb die Kugelrollspindel wieder zur Montage ins Werk zurückgebracht werden muss.

Konstrukteure von Maschinen müssen darauf achten, dass die Kugelrollspindel nur Axialkräfte aufnimmt. Keinesfalls darf diese als Führung für den Tisch dienen. Zur Drehmomentübertragung ist eine Kupplung vorzusehen, um Biegemomente zu vermeiden. Maschinenbediener müssen die Spindel regelmäßig abschmieren. Unter gewöhnlichen Bedingungen genügt es, das Fett einmal jährlich zu prüfen beziehungsweise nachzufüllen. Bei einem wartungsfreien Kugelgewindetrieb kann selbst diese Aufgabe entfallen. mkT

Infobox

Auf einen Blick

Tretter liefert seit über 45 Jahren Maschinenelemente für alle Bereiche des Sondermaschinenbaus. Dazu gehören Linearsysteme, Kugelbuchsen, Wellen, Gewindetriebe, Kugelrollen oder Toleranzhülsen.

Tretter betreut Konstrukteure und Anwender aus einer Hand – auch in geringen Stückzahlen.

Für die Entwicklung des Unternehmens waren zwei Erfolgsfaktoren ausschlaggebend: die Fertigung hochwertiger Standardelemente und kundenspezifische Sonderlösungen. Heute ist Tretter Hersteller, Qualitätslieferant sowie Technologiepartner und beschäftigt rund 50 Mitarbeiter.

Erschienen in Ausgabe: 05/2019
Seite: 14 bis 15