Flexibel durch Standards

Maschinenelemente

Lineareinheiten – Laser-Schweißanlagen sind komplexe und individuell entwickelte Lösungen. Der Einsatz einbaufertiger Maschinenkomponenten senkt den Konstruktions- und Montageaufwand.

06. Juli 2009

Die KLN Ultraschall AG im hessischen Heppenheim zählt zu den führenden Herstellern von Maschinen zum Verschweißen von Kunststoffteilen sowie zur Reinigung mithilfe von Ultraschall. Die Kerntechnologie des heute zur US-amerikanischen Crest Group gehörenden Unternehmens ist das Schweißen mit Hilfe von Ultraschallschwingungen, die ein Generator über einen Schallwandler aus hochfrequenter elektrischer Spannung erzeugt. Neben dem Generator und Konverter gehören zu einer Resonanzeinheit noch ein Amplitudentransformator sowie das eigentliche Schweißwerkzeug, die Sonotrode, die die mechanischen Schwingungen unter einem definierten Anpressdruck dem Werkstück zuführt, wo sich die zum Plastifizieren benötigte Wärme entwickelt.

Zu den komplexesten Anlagen des Unternehmens gehören so- genannte Multi-Head-Systeme, die beispielsweise in der Automobilindustrie zum Verbinden von Türverkleidungen, Stoßfängern, Armaturen, Kraftstofftanks usw. eingesetzt werden. Die große Formenvielfalt dieser Bauteile erfordert dabei eine individuelle Auslegung jeder Anlage mit entsprechend hohem konstruktiven Aufwand, erzählt der verantwortliche Konstruktionsleiter Jochen Perschke und betont zugleich: »Dennoch sind wir bestrebt, für bestimmte Anlagenteile möglichst Standardbaugruppen zu bilden und diese zu variieren, um den Konstruktions- und Fertigungsaufwand zu reduzieren. Gleichzeitig geben wir unseren Kunden so eine erhöhte Flexibilität.«

So lässt sich beispielsweise die komplette Schweißeinheit mit den individuell angeordneten Sonotroden in Form einer Wechselbrücke austauschen, um die Multi-Head-Systeme auf die Bearbeitung unterschiedlicher Bauteile umzurüsten. Analog wird bei dem Schiebetisch, über den die Bauteile zugeführt und in Bearbeitungsposition fixiert werden, zum Umrüsten lediglich die Werkstückaufnahme ausgewechselt.

Schnelle Montage

Als Antrieb im Schiebetisch dient dabei eine Antriebs-einheit der Reihe AOK mit Kugelgewindetrieb von Rexroth, erzählt Perschke und begründet seine Wahl: »Komplett mit Riemenvorgelege sind diese Antriebseinheiten einbaufertige Komponenten, die unseren Konstruktions- und Montageaufwand reduzieren.«

Der Antriebstechnikhersteller aus Lohr am Main liefert die einbaufertige Antriebseinheit komplett mit Spindel, Mutter in Mutternaufnahme und Stehlagereinheiten. Der Präzisions-Kugelgewindetrieb wird je nach Anforderung in verschiedenen Toleranzklassen und Steigungen ausgelegt, auch spielfrei und vorgespannt. Die Mutternaufnahme aus Aluminium ist allseitig bearbeitet und mit beidseitigen Anschlagkanten versehen, ebenso die Stehlagergehäuse aus stabilem Aluminium-Strangpressprofil, in die bereits Befestigungsbohrungen sowie die Zentrierung für den Motoranbau vorbereitet sind. Als Option bietet der Hersteller die Antriebseinheiten wahlweise auch mit Flansch/Kupplung oder Riemenvorgelege mit verschiedenen Untersetzungen fertig montiert mit angebau-tem wartungsfreien AC-Servoantrieb mit integrierter Bremse und Feedback.

Unterstützung bieten die Antriebseinheiten auch bei den Bemühungen, die Baugruppen der Multi-Head-Systeme zu standardisieren, ergänzt der Konstruktionsleiter: »Wir konnten für die Antriebseinheiten zwei Größen festlegen, mit denen wir immerhin etwa 50 Prozent aller Anlagen ausstatten, und da Rexroth die AOK in frei wählbarer Längen liefert, entsteht auch bei Sonderlösungen kein wesentlicher Mehraufwand in der Konstruktion.«

Ergänzend bietet Rexroth die Antriebseinheiten der Baureihe AGK, die zusätzlich mit geschlossenem Gehäuse und einer Bandabdeckung aus Stahl oder Polyurethan ausgestattet sind. Die geschlossene Bauform erhöht den Freiheitsgrad in der Konstruktion mit fast jeder Einbausituation und schützt die beweglichen Antriebselemente vor Eingriff und Verschmutzung. Optional ermöglichen mitlaufende Spindelunterstützungen in wählbarer Anzahl auch bei großen Hüben höchste Geschwindigkeiten. So erreicht das System bei einer Spindellänge von 6.000 Millimetern horizontale Verfahrgeschwindigkeiten bis zu 96 Metern pro Minute. Für Anwendungen, bei denen gesteigerte Systemeigenschaften gefordert sind, bietet Rexroth darüber hinaus Kugelgewindetriebe mit stehender Spindel und angetriebener Mutter. Eine Variante mit noch höheren Leistungsdaten ist die direkt angetriebene Mutter mit Hohlwellenmotor.

Harald Rüfer, Bosch Rexroth/bt

Erschienen in Ausgabe: 04/2009