Gerollte Präzision

Antriebstechnik

Gewindespindel – Handhabungssysteme benötigen meist Antriebskomponenten, die die Drehbewegungen kraftvoll, schnell und präzise in eine Linearbewegung umwandeln. Kaltgerollte Kugelgewindetriebe bieten eine leistungsstarke und kostengünstige Lösung.

17. September 2015

Die wichtigsten Elemente vieler Montageanlagen sind Handhabungssysteme, die den Materialfluss von oder zu einer Wirkstelle bewerkstelligen. Zu diesen Handhabungssystemen gehören auch sogenannte Pick-and-Place-Einrichtungen, die mittels eines Greifers Bauteile aufnehmen und am Zielort platzieren. Die wichtigsten Kenngrößen von Handhabungseinrichtungen sind dabei die geforderten Geschwindigkeiten, Lasten und Beschleunigungen sowie die Präzision und die gegebenen Platzverhältnisse. Für eine präzise Positionierung der Greifereinheiten benötigen diese Handhabungssysteme jedoch meist Antriebskomponenten, die die Drehbewegung eines Elektromotors in eine Linearbewegung umwandeln. Sehr präzise lösen lässt sich diese Aufgabe mit Kugelgewindetrieben, die einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent besitzen und damit einen sehr effizienten Einsatz der Antriebsenergie gewährleisten.

Höchste Anforderungen an Wirtschaftlichkeit, Flexibilität und Lebensdauer erfüllen dabei Kugelgewindetriebe, deren Spindeln im Kaltrollverfahren hergestellt werden. Ein Spezialist für solche Antriebskomponenten ist die Eichenberger Gewinde AG mit Sitz in Burg im schweizerischen Kanton Aargau, die sehr viel Know-how besitzt für die Entwicklung spezifisch eingebundener Antriebskomponenten auf Basis von maßgeschneiderten, kaltgerollten Kugel- und Gleitgewindetrieben für eine optimale Funktionalität und maximale Energieeffizienz. So bedient der Gewindespezialist ein breites Branchenspektrum, das von der Medizin-, Elektro- und Fahrzeugtechnik über die Textil- und Haushaltgeräte-Industrie bis hin zur Automatisierung und dem allgemeinen Maschinen- und Anlagenbau reicht.

Schnelle Bewegung

Bei einem Hersteller von Elektro-Steckdosen zum Beispiel ermöglichen die Antriebselemente aus der Schweiz den Aufbau eines kurvengetriebenen Linear-Montagesystems mit einer Produktionsmenge von 2.300 Stück pro Stunde. Die einzelnen Montagestationen besitzen dazu elektrisch getriebene Handlingmodule mit frei programmierbaren Spindelauslegern, die wiederum mit pneumatischen Greifern und Rotationsmodulen ausgerüstet sind, welche sich innerhalb kürzester Zeit auf die jeweilige Steckdosen-Variante mechanisch umrüsten lassen. Das Herzstück dieser Spindelausleger-Einheiten bilden Eichenbergers Steilgewindekugeltriebe vom Typ Carry Speedline Typ E, mit denen sich mit kleiner Antriebsleistung beträchtliche Lasten mit sehr hohen Verfahrgeschwindigkeiten bei geringer Eigenerwärmung hochpräzise bewegen lassen. Die patentierte Kugelrückführung über spezielle Kunststoff-Endkappen, die komplett in den Mutternkörper integriert sind, ermöglicht eine sehr kompakte Bauweise und erfüllt zugleich die Funktion des Schmutzabstreifers.

Bei dem mehrachsigen Handlingsystem gewährleisten die Gewindetriebe Carry Speedline Typ E somit höchste Präzision und Geschwindigkeit bei minimalen Platzverhältnissen. Möglich wird dies unter anderem durch die Fähigkeit der Schweizer Gewindespezialisten, ihre Kugelgewindespindeln vor Ort selbst zu härten. Im Unterschied zu einem reinen Härtereibetrieb, der sich ausschließlich dem Härten von Stahl widmet, ist das Ziel des Unternehmens dabei, die bestmögliche Kombination von Härte und Präzision zu erreichen. Eine große Herausforderung ist dabei unter anderem die große Dimensionen-Vielfalt. Hier geht es insbesondere darum, die jeweils ideale Härteverteilung zu finden, um das Optimum an Genauigkeit zu erreichen. Die besondere Spezialität der Schweizer ist dabei das Induktionshärten von Gewinden mit kleinem Durchmesser, das besonders viel Fachwissen und spezielle Kenntnisse erfordert. So muss zum Beispiel der Kugelgewindetrieb der Größe 4x1 Millimeter im Bereich des Kugelkontaktes bis hinab auf den Gewindegrund beim Kerndurchmesser von 3,2 Millimeter eine Härte von 700 bis 800 HV aufweisen, während der Kern der Spindel dagegen weich bleiben muss, um die notwendige Elastizität und Belastbarkeit zu gewährleisten.

Fertigungskompetenz Gewinderollen

Eine Besonderheit der Kugelgewindetriebe von Eichenberger sind auch die hohen Verfahrgeschwindigkeiten, die sich mit ihnen erreichen lassen, ohne in kritische Drehzahlbereiche zu kommen. Die Ursache dafür ist die Herstellung der Gewindespindel in dem kaltumformenden Verfahren des Gewinderollens, das das Unternehmen als einziger Hersteller in der Schweiz beherrscht. Dieses Fertigungsverfahren führt zu einer massiven Festigkeitssteigerung und erlaubt damit wesentlich höhere Steigungswinkel der Gewinde als die üblichen spanabhebenden Herstellverfahren für Gewinde wie Fräsen, Drehen oder Wirbeln. Bei Roll-Verfahren entsteht das Gewinde, indem ein Werkstück unter enormer Krafteinwirkung zwischen zwei sich drehenden Rollwerkzeugen verformt wird. Im Unterschied zu allen spanabhebenden Verfahren werden die Längsfasern des Stahls dabei nicht zerschnitten, sondern lediglich umgeleitet. Je nach Material erhöht dies die Festigkeit des Stahls um 30 bis 50 Prozent. Zugleich verfestigt sich auch die Oberfläche im Profil, die so nur noch wenige Angriffsmöglichkeiten für Verschmutzung bietet.

Auf den Gewindeflanken und im Grundradius gewährleistet das Gewindewalzen außerdem sehr glatte Oberflächen mit einer gemittelten Rautiefe Rz

Auf einen Blick

- Die Eichenberger Gewinde AG aus Burg im Schweizer Kanton Aargau ist ein Spezialist für die Herstellung von Gewindespindeln durch das kaltumformende Verfahren Gewinderollen.

- Das Produktprogramm umfasst die Kugelgewindetriebe »Carry« für die Bewegung großer Lasten, die verschleißfreien Steilgewinde-Kugelspindeln »Carry Speedline« für hohe Verfahrgeschwindigkeiten und »Speedy« für die Umwandlung schneller Linear- in Drehbewegungen sowie die Rundgewindespindel «Rondomit sehr ruhigen Laufeigenschaften.Motek: Halle 6, Stand 6330

Erschienen in Ausgabe: 07/2015