Herzstück im Türantrieb

Spezial: Hannover Messe

Spindeln – Wer auf die letzte Sekunde einen Zug erwischt und besteigt, wird für eine sanft schließende Tür dankbar sein. Für solche Türantriebe wurden bei der jetzigen Festo-Tochter Eichenberger Gewinde eigens Gewindespindeln aus kaltverformtem Aluminium entwickelt.

20. April 2016

Als zur Hannover Messe vor zwei Jahren eine neu entwickelte Alu-Gewindespindel vorgestellt worden war, lautete das Fazit von Eichenberger Gewinde »Es führt kein Weg an dem Gewindetrieb vorbei.« Mittlerweile ist die Gewindespindel in der Praxis angekommen – beispielsweise als Antriebselement in Fahrzeugtürsystemen.

Das Potenzial der Leichtbauweise mit Aluminium ist auch bei einfachsten Bewegungselementen unverkennbar kombiniert mit einer ausgeklügelten, speziellen Gewindeform, wird die kaltverformte Alu-Gewindespindel zur unübertreffbaren mechanischen Antriebskomponente. »Leichter, fester, preiswerter« sind schon lange Vorgaben in der Materialentwicklung und sie bestimmen auch die Entwicklung von Subsystemen wie Türantriebe. Einstiegssysteme von Fahrzeugen aller Art, seien es Omnibusse, Metro- und Pendelzüge, Straßenbahnen oder Hochgeschwindigkeitszüge, müssen sicher sein. Sie sollen zuverlässig und schnell öffnen, ebenso sicher schließen. Aber in der Praxis kann es leicht zu Zwischenfällen kommen. Passagiere dürfen nicht verletzt werden, so langsam sie auch einsteigen mögen oder in letzter Sekunde in den Zug springen, wenn sich die Tür schon schließt.

Auch im Notfall sicher öffnen

Deshalb hat die Beschaffenheit der automatischen Schiebetürsysteme einen entscheidenden Einfluss auf Sicherheit, Komfort der Reisenden und schließlich auf die Wirtschaftlichkeit. Hochgeschwindigkeitszüge erreichen Geschwindigkeiten von über 300 Kilometer pro Stunde. Man stelle sich die wirkenden Kräfte vor, auch in Bezug auf Luftwiderstand und Verschleiß. Das Herzstück dieser Türsysteme bildet der Linearantrieb. Dafür entwickelten die Konstrukteure aus Burg in der Schweiz eine kostengünstigere Lösung für die Bewegungsaufgaben im Inneren dieser Antriebseinheiten. Unter engsten Platzverhältnissen müssen große Kraftanstrengung, Robustheit, Präzision und Verlässlichkeit garantiert werden.

Die Türen sollen sich leicht und schnell verschieben. Im Falle eines Stromausfalls darf das Spindel-Mutter-System keine Selbsthemmung aufweisen. Es ist erforderlich, dass eine Notöffnung jederzeit von Hand ausgeführt werden kann. Dies ermöglicht eine Entwicklung von Eichenberger, nämlich der kaltgerollte Aluminium-Steilgewindetrieb mit Sonderprofil Durchmesser 20, Steigung 80 Millimeter.

Nur wenn die verschiedenen Komponenten (ideales Rohmaterial/Legierung, tadellose Kaltumformung, eigens für den Rollprozess im Hause Eichenberger hergestellte Gewinderollwerkzeuge) in perfektem Einklang stehen, kann der Materialfluss für ein hohes Steigverhältnis von 80 mm optimal verlaufen. Der Schweizer Gewindespezialist ist in der Lage Entwicklung, Produktion und Qualitätssicherung gleichzeitig anzubieten, so ist die Beweglichkeit im Fertigungsprozess oder bei der Prototypen-Erstellung, inklusive Gewinderollwerkzeuge, bemerkenswert hoch. Auch ist potentes Know-how unerlässlich, wenn es um die Auslegung der Werkzeuge für das Innengewinde der Kunststoffmutter geht. Dank dieser Faktoren lässt sich auch an teurem Standort flexibel und wettbewerbsfähig produzieren.

Im vorliegenden Fall handelt es sich um eine Weiterentwicklung der Spindeln, die bereits in Schiebetüranwendungen eingesetzt werden. Die neuartige Kombination der speziellen hartanodisierten Aluminium-Steilgewindespindel 20/80 und der Kunststoffmutter (Mutternwerkstoff je nach Anwendungsfall) ist so konzipiert, dass eine Herstellung der Spindel im Fertigungsverfahren Kaltumformung möglich ist. Durch das Verfahren des Gewinderollens ergeben sich bekanntlich bemerkenswerte Vorteile in Bezug auf die Verfestigung, die Rauheitswerte und die Kerbempfindlichkeit.

Mit dem Sonderprofil des Gewindes findet eine komplett andere Abstützung statt. Das Kippmoment wird über den Außendurchmesser der Spindel aufgefangen, was für einen reibungslosen Betrieb sorgt und ein Verklemmen verhindert.

Die durch das Gewindewalzen bereits massiv verfestigten Alu-Gewinde erhalten durch die weitere Veredelung der Außenschicht, bzw. der Harteloxierung, eine noch widerstandsfähigere Oberfläche. Die Folgen sind zusätzliche Reibwertverminderung und sehr gute Gleiteigenschaften. Diese Werte, und natürlich der Schutz gegen Korrosion, sind maßgeblich verantwortlich für eine lange Lebensdauer.

Was sich so einfach anhört, ist nur mit großen Erfahrungsschatz, hohem Qualitätsbewusstsein und einem modernen Maschinenpark zu bewerkstelligen. Das dynamische Verhältnis der Steigung 20 und des Durchmessers 80 erlaubt eine sehr hohe Verfahrgeschwindigkeit. Um eine solch hohe Mutterngeschwindigkeit zu erreichen, müsste eine eingängige Norm-Trapezspindel mit einem Durchmesser von 20 Millimetern über 16-mal schneller drehen. Darüber hinaus beeinflussen die niedrigen Drehzahlen den Verschleiß und die Geräuschbildung sehr positiv.

Generell ist das Gewinderollen die Kernkompetenz der Eichenberger Gewinde AG. Sämtliche Gewindeprofile des Unternehmens werden so erzeugt. Das einheitliche Verfahren bedeutet jedoch keineswegs eine eingeschränkte Produktvielfalt, im Gegenteil. Für den Schweizer Gewinderoller sind Gewindeformen, die sich außerhalb der Norm befinden, die gesuchten Herausforderungen auch bei kundenspezifischen und lösungsorientierten Ausführungen von Aluminiumspindeln. bf

Halle 16, Stand F04

Erschienen in Ausgabe: 03/2016