Kugelumlauf als Vierreiher

Linearführungen - Maschinen zur Holzbearbeitung sind viel mehr als einfache Sägen. Für die Konzeption und Konstruktion zweier neuer Maschinenreihen nutzte ein marktführender Hersteller solcher Anlagen die Kompetenz des langjährigen Lieferanten von Rotations- und Wälzlagern. Funktionsintegration brachte ihm einen echten Mehrwert.

30. Juni 2005

Wer auf einem schwierigen Markt langjährig erfolgreich sein will, darf nicht beim Altbewährten beharren: Gefragt sind statt dessen ein stets offenes Auge für die Bedürfnisse der Kunden sowie immer wieder neue Ideen, um diese zufrieden zu stellen. In besonderem Maße gilt dies zum Beispiel für die Firma Elumatec im baden-württembergischen Mühlacker, die sich seit ihrer Gründung im Jahre 1928 ununterbrochen im Besitz der Gründungsfamilie Lutz befindet. In dieser Zeit entwickelte sich das Unternehmen vom Hersteller einfacher Holzbearbeitungsmaschinen zum Weltmarktführer für Maschinen zur effizienten Bearbeitung von Aluminium- und Kunststoffprofilen für den Fenster- und Fassadenbau. Am Anfang der beinahe 80-jährigen Unternehmenstradition stand die Produktion von Aluminium-Gußteilen, später folgte eine breite Palette an Handmaschinen und Elektrowerkzeugen für das Schreinerhandwerk. Seit 1984 hat das Unternehmen das Geschäft mit den Handmaschinen vollständig aufgegeben und konzentriert sich statt dessen ausschließlich auf den Bau von Produktionsmaschinen für eine Vielzahl von Bearbeitungsschritten von Profilen für den Fenster- und Fassadenbau sowie für die Industrie. Bereits 1959 gründete das Unternehmen in Frankreich seine erste eigene Auslandsniederlassung. Heute produzieren am Standort Mühlacker 350 Mitarbeiter in zwei Werken jährlich etwa 3.750 Maschinen. Weltweit beschäftigt das Unternehmen insgesamt rund 580 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in insgesamt 39 Niederlassungen und erwirtschaftet pro Jahr einen Umsatz von mehr als 100 Millionen Euro.

Maßgeblich für diese Entwicklung waren unter anderem Produkte wie die 1966 entwickelte Kopierfräse vom Typ AS70, die mit Modifikationen noch heute zum Lieferprogramm gehört. Sie wurde zur Basis einer Vielzahl von Maschinen-Baureihen für unterschiedlichste Bearbeitungsschritte an Fenster- und Fassadenelementen und zur Fertigung kompletter Fensterbaugruppen. Das Funktionsspektrum reicht vom Sägen, Fräsen, Pressen und Stanzen bis zum Schweißen, Verschrauben, Biegen, Messen und Montieren von Profilen aus Aluminium und PVC.

Neben derartigen Halbautomaten bietet das Unternehmen auch Maschinen mit einem vergleichsweise hohen Automatisierungsgrad für die mannarme Komplettbearbeitung. Highlights im Produktprogramm des traditionsreichen Unternehmens sind beispielsweise die neu entwickelten Sägeautomaten mit elektronischem Pushersystem der Baureihe SAP sowie die Stabbearbeitungszentren der Serie SBZ, mit denen sich verschiedenste Profilstäbe universell, rationell und flexibel bearbeiten lassen. Mit diesen Maschinen begegnen die Maschinenbauer aus Mühlacker einem aktuellen Trend im Fenster- und Fassadenbau wie auch bei Industriebauteilen, wo heute die mehr als 6 Meter langen Strangpressprofile weitgehend automatisch konfektioniert und dann stückweise individuell bearbeitet werden. Solche Ansprüche der Kunden können traditionelle Maschinen nicht mehr erfüllen: Realisieren lassen sich kürzere Durchlaufzeiten, integrierte Bearbeitungsfunktionen und minimale unproduktive Nebenzeiten statt dessen nur mit völlig neuen Maschinenkonzepten. Welche Konsequenzen diese Entwicklung hat, weiß Bernd Renz, Technischer Leiter und Mitglied der Geschäftsleitung von Elumatec: »Wir müssen dem Markt heute Bearbeitungszentren offerieren, die mehrere Bearbeitungsfunktionen in sich vereinen.«

Die aktuellen Sägeautomaten mit Pusher und Stabbearbeitungszentren haben deshalb mit den Vorgängermodellen nicht mehr viel gemein. Statt dessen sind sie beinahe schon Werkzeugmaschinen. Um den hohen Ansprüchen nach Leistung, Qualität und Lebensdauer gerecht zu werden kommen deshalb in den neuen SAP- und SBZ-Maschinen ausschließlich hochpräzise Maschinenelemente zum Einsatz, wie sie im Werkzeugmaschinenbau üblich sind. Ein elementares Maschinenelement der neuen Bearbeitungsmaschinen sind beispielsweise die Linearführungen: Sie ermöglichen die präzise Führung der X-Achsen-Bewegungen sowohl bei den nach dem Fahrständer-Prinzip aufgebauten Stabbearbeitungszentren der Baureihe SBZ wie bei den Sägeautomaten der Serie SAP. Nichts lag also näher, als das Know-how und die Kompetenz des langjährigen Lieferanten für Wälzlager auch für die Konzeption, Auslegung und Konstruktion der neuen Maschinen zu nutzen.

Konstruktionsleiter Hans-Joachim Fischer wandte sich deshalb an die Fachleute vom Geschäftsbereich Lineartechnik der INA-Schaeffler KG in Homburg an der Saar. Die Anwendungsingenieure des Wälzlager-Spezialisten empfahlen für beide Maschinen den Einsatz von vierreihigen Kugelumlaufeinheiten mit verzahnter Führungsschiene der Baureihe KUVE..ZHP, die aus einem Führungswagen mit vollkugeligem Laufsystem sowie einer Führungsschiene mit Schrägverzahnung bestehen. Um die Montage der Maschinenelemente zu erleichtern, liefern die Saarländer sie als einbaufertige Einheiten in kompakter Bauweise, die Führung und Antrieb in einer einzigen Einheit kombiniert.

Für den Anwender entfällt damit der zeitraubende Zusammenbau der Linearführungen aus diversen Komponenten sowie das aufwändige Ausrichten der Einheit - mit der Folge, dass die Sägeeinheit und das Universal-Bearbeitungsaggregat präziser arbeiten. Zudem ermöglicht die exakte Führung eine reproduzierbare mechanische Positionier-Genauigkeit trotz höherer Verfahrgeschwindigkeiten. Für Konstruktionsleiter Fischer sind die Kugelumlaufeinheiten KUVE 25 SB ZHP »in jeder Hinsicht ideale Maschinenelemente«. Schließlich seien die vierreihigen Kugelumlaufeinheiten mit verzahnter Führungsschiene den konventionellen Linearführungs-Konstruktionen weit überlegen: Sie seien einfach auszulegen und erlaubten eine schnelle Anschlusskonstruktion. Ihre modulare Bauweise ermöglicht zudem die flexible Kombination mit allen Führungswagentypen innerhalb einer Baugröße. Zudem können die Einheiten die Führungs- und Antriebskräfte aus allen Achsrichtungen aufnehmen und arbeiten dauerhaft präzise aufgrund der bestehenden Vorspannung.

Weitere Vorteile sieht Fischer in dem minimalen Wartungsaufwand durch geeignete Abdichtungssysteme sowie die Einsatzmöglichkeiten im weiten Temperaturbereich zwischen -10° und +100° Celsius. Der Konstruktionsleiter ist sich deshalb sicher: »Die enge Zusammenarbeit mit INA hat uns ein ganzes Stück vorwärts gebracht.« Neben diesen direkten Vorteilen der eingesetzten Linearführungen bietet die Zusammenarbeit mit INA dem Maschinenbauunternehmen auch indirekte Vorteile: So verwenden die Konstrukteure möglichst immer wieder die gleichen Maschinenelemente und Baugruppen. Beispielsweise kommt bei den Sägeautomaten und bei den Stabbearbeitungszentren die KUVE 25 SB ZHP in allen Baugrößen zum Einsatz.

Auf diese Weise lassen sich die Konstruktionen vereinfachen und die Maschinenteile erfordern weniger Bearbeitung. Zudem führt die Standardisierung zu spürbar weniger Beschaffungs- und Lager- und Logistikaufwand. Technik-Leiter Renz ist denn auch zufrieden mit der Entscheidung: »Wir haben hier eine klassische Win-Win-Situation, deren Grundlage eine langjährige vertrauensvolle und partnerschaftliche Zusammenarbeit bildet.«

Erschienen in Ausgabe: 03/2004