Perfekten Abstand wahren

Maschinenelemente

Drehmomentkugelbuchsen – In einem Kettenumlaufsystem von Maschinenbau Kitz sorgen Drehmomentkugelbuchsen und -wellen von Anbieter Tretter für einen parallelen und gleichzeitig leichtgängigen Lauf der Verstelleinheit.

24. Mai 2018

In der Fabrikautomation geht nichts ohne mechanische Module und Komponenten, die die einzelnen Anlagenteile geschickt miteinander verbinden. In diesem Bereich ist Maschinenbau Kitz (MK) aus Troisdorf sehr aktiv. »Was uns so wettbewerbsfähig macht?« Gruppenleiterin Sabine Eßer überlegt nicht lange: »Mit den Modulen und Komponenten der Profil- und Fördertechnik erfüllen wir nahezu alle Anforderungen unserer Kunden. In der Fördertechnik liefern wir zum Beispiel die komplette Verkettung bis zur Bearbeitungsmaschine aus einer Hand und das in einer hohen Qualität – trotz des Preisdrucks, der in der Branche herrscht.« Mit dem bewährten und umfangreichen Baukastensystem aus Profil- und Fördertechnik könne MK seine Standardlösungen schnell und präzise kundenspezifisch anpassen.

Am Standort Troisdorf werden die Anlagen der Gruppe montiert und in Betrieb genommen. Im Jahr fertigt der Maschinenbauer etwa 4.000 bis 6.000 Funktionsmodule, die Exportquote liegt bei knapp 20 Prozent. Zu den aktuellen Entwicklungen gehört das Kettenumlaufsystem TKU 2040, das Werkstücke getaktet und lageorientiert einem Bearbeitungszentrum zu- und abführt und Komponenten unterschiedlicher Größen transportieren kann.

Definiert fördern

Prädestiniert ist der Kettenförderer für die Werkzeugmaschinen- und Kunststoffindustrie sowie für den Automotivesektor. Im Einsatz versorgt zum Beispiel eine Handhabungseinheit, ein Roboter oder ein Mitarbeiter das Kettenumlaufsystem mit den Werkstücken. Der Förderer führt diese definiert und lageorientiert dem Bearbeitungszentrum zu oder ab. »Die Taktung erfolgt nach einem festen Zyklus, den der Anwender individuell konfigurieren kann«, erläutert Sabine Eßer. »Für diese Lösung liefern wir auch die feste Verkettung zu den verschiedenen Bearbeitungsstationen.«

Der Bandkörper besteht aus zwei Kettenförderern – den Profilsträngen. Dazu kommen Gleitführungen für die Zweifach-Rollenkette als Transportmedium. Als Werkstückaufnahmen werden Prismen aus Kunststoff oder Messing sowie Werkstückträger an der Transportkette befestigt. Über Räder in der Umlenkung wird diese sicher geführt. »Wichtig an dieser Anlage ist, dass der Anwender Werkstücke mit unterschiedlicher Größe fördern kann«, beschreibt die Gruppenleiterin. Dazu haben die Konstrukteure den Bandkörper für verschiedene Breiten auf eine Verstelleinheit aufgeschraubt.

Steht ein Bauteilwechsel an, kann ein Mitarbeiter sowohl manuell als auch automatisch den Profilstrang bewegen und über ein Handrad den Abstand entsprechend verändern. Die konstruktive Herausforderung dabei: Weil beide Profilstränge miteinander gekoppelt sind, treibt der Motor nicht nur den einen Strang an, sondern auch den anderen. Damit ist eine parallele Verstellung auf der Welle laut Eßer unbedingt erforderlich. »Verkantet der zu verschiebende Strang, kann ein reibungsloser Ablauf nicht mehr sichergestellt werden, zudem kommt es zu erheblichem Verschleiß.«

Für die Verstellbewegung kamen in vergleichbaren Anlagen in der Vergangenheit Vielkeilwellen oder Wellen mit langen Passfedernuten zum Einsatz. »Wir hatten vor der Auslieferung natürlich jede Anlage entsprechend eingestellt und auf ihre Funktion geprüft«, sagt Eßer. »Doch durch den Transport auf den Ladeflächen der Lkw konnten sich Einstellungen lösen; im Einsatz beim Kunden funktionierten die Verstelleinheiten dann oft nicht mehr. Es kam immer wieder zu Reklamationen.«

Auf der Suche nach einer Lösung für die neuen Kettenumlaufsysteme stießen die Maschinenbauer auf die Drehmomentkugelbuchsen der Dr. Tretter GmbH & Co aus dem schwäbischen Rechberghausen. Zulieferer spielen für Maschinenbau Kitz eine wichtige Rolle. »Bei unseren Partnern legen wir sehr viel Wert auf Zuverlässigkeit, Preis, Termintreue und eine rasche Lieferung«, beschreibt Sabine Eßer die Ansprüche. »Bei Tretter überzeugt uns vor allem die hohe Qualität der Komponenten.«

Die Drehmomentkugelbuchsen sind in den Umlenkrollen eingebaut und übertragen das Antriebsmoment auf den Profilstrang. »Diese hochpräzisen Längsführungssysteme zur Drehmomentübertragung ermöglichen in jeder Position eine reibungslose, parallele Verstellung der Profilstränge, und das ohne sich zu verkanten. Dafür sorgt das Wälzelement Kugel«, erläutert Detlef Stracke. Er ist Außendienstmitarbeiter bei Tretter und betreute Maschinenbau Kitz auch bei diesem Projekt.

Ruckfreie Bewegung

Die Drehmomentkugelbuchse erfährt nur eine Querkraft. Bei der Übertragung erfüllen die Buchsen die Funktion einer Vielkeilwelle. Das Besondere ist, dass durch das Wälzelement kein Stick-Slip-Effekt auftritt. Die Translationsbewegung erfolgt nahezu ruckfrei. Bei den Drehmomentkugelbuchsen läuft die Kugel in eingeschliffenen Nuten. Damit sind diese Maschinenelemente deutlich verschleißfreier als Keilwellen. Das liegt an der Geometrie der berührenden Körper: Die konkav geformte Kreisbogenlaufrille schmiegt sich an die konvexe Kugel eng an. Die Ingenieure von Maschinenbau Kitz haben mit den Drehmomentkugelbuchsen außerdem den Vorteil, sehr kompakte Konstruktionen realisieren zu können.

»Auch wenn die Maschinenelemente etwas teurer sind, am Ende erhalten wir die preiswertere Lösung«, resümiert Eßer. »Benötigen wir Komponenten wie die Drehmomentkugelbuchsen, schicken wir die Zeichnung mit den jeweiligen Maßen zu unserem Lieferanten. Wir bekommen dann das komplette Bauteil mit der passenden Welle und müssen dieses nur noch einbauen.« mk

Erschienen in Ausgabe: 04/2018