Viel Technik – wenig Geld

Spezial Motek

Gewindetriebe – Eichenberger Gewinde hat einen neuen kaltgerollten Kugelgewindetrieb (KGT) entwickelt. Dank eines ausgeklügelten Systems zur Kugelrückführung soll er technisch und preislich glänzen.

20. September 2017

Ohne Antriebstechnik drohte vielerorts Stillstand. Damit das nicht so ist, haben sich im Linearbereich gerollte, kaltverformte Gewindetriebe etabliert. Die Eichenberger Gewinde AG ist hier nach eigenen Angaben der einzige Hersteller gerollter Kugelgewindetriebe in der Schweiz, der ein Branchenspektrum von der Medizin-, Elektro- und Fahrzeugtechnik über die Textilbranche und Gebäudeindustrie bis hin zur Automatisierung und dem allgemeinen Maschinenbau abdeckt.

Allen Antrieben gemein sind die stetig steigenden qualitativen Anforderungen und der Trend zu höherer Intelligenz. Anwender achten heute vermehrt auf wirtschaftliche Gesamtlösungen mit niedrigen Betriebskosten. Gefragt sind schlankere Konstruktionen. Eichenberger hat dieses Potenzial erkannt und versucht, mit Know-how, Leidenschaft und Innovationskraft, Strukturen und Produkte dem stetigen Wandel anzupassen. Exotische Materialien und Dimensionen oder Gewindeformen außerhalb der Norm sind gesuchte Herausforderungen, genauso wie die unbedingte Ausrichtung auf die Anliegen der Kunden. Im lösungsorientierten Dialog werden Antworten gesucht und gefunden. Bei dieser Ausrichtung auf den Kunden beginnt Qualität und endet mit dessen Zufriedenheit. Bei Eichenberger kommen Entwicklung, Fertigung und Qualitätssicherung aus einer Hand. Die kurzen Wege »inhouse« und der moderne Maschinenpark ermöglichen Flexibilität und Innovation.

So gelang es den Konstrukteuren, ein neuartiges Fertigungsverfahren zu entwickeln, das die Herstellung einer speziellen KGT-Mutter mit einem ausgeklügelten Umlenksystem in einem Arbeitsgang zulässt. Hinter dem neuen Kugelgewindetrieb Typ F, eine Weiterentwicklung der Kugelumlaufspindel Carry, stecken laut Hersteller hohe Fertigungskernkompetenzen und Fähigkeiten, die für den Kunden neben den technischen Aspekten auch einen signifikanten Preisvorteil bedeuten sollen.

Allgemein erfolgt bei Kugelgewindetrieben die Lastübertragung von der Spindel auf die Mutter durch Kugeln. Der mechanische Wirkungsgrad, der beim herkömmlichen Trapezgewindetrieb in der Regel nicht über 0,4 liegt, geht beim KGT über 0,9 hinaus und ermöglicht eine hohe Energieeffizienz. Die Mutter ist mit einem Rückführungssystem ausgestattet, das die Kugeln wieder zur Ausgangsposition zurücklenkt.

Spezielle Aussparung

Im neuen Kugelgewindetrieb Typ F jedoch verlassen die Kugeln im Rückführsystem den Gewindekanal in der Mutter und werden durch eine spezielle und sehr präzise Aussparung in der Kappe aufgefangen, direkt umgelenkt und durch den Mutternkörper zurückgeführt.

In der Endkappe erfolgt wieder die Umlenkung in den Gewindegang, wo die Kugel sich einreiht, um die ihr zugedachte Aufgabe der Lastübertragung bei geringer Rollreibung zu erfüllen. Es ist unerlässlich, dass die Kugeln beim Übergang von der Mutter in den Umlenkungskanal geschmeidig sowie geräuschlos rollen. Das ist durch die Konstruktion des Mutternkörpers kombiniert mit voll automatisierten Herstellmethoden der Fall.

Tendenziell fordern Anwender heute kleinere Spindeln mit größeren Steigungen. Der Experte spricht dann von quadratischen Spindeln, wenn die Steigung dem Spindeldurchmesser entspricht, oder sogar überquadratischen Ausführungen, wenn die Steigung noch größer ist. Beim neuen Umlenksystem kann Eichenberger Spindeln im Durchmesser 6 bis 40 Millimeter in Steigungen von 2 bis 40 Millimetern liefern.

Das im Typ F integrierte Kugelumlenkelement aus Hochleistungskunststoff wurde auch für große Stückzahlen entwickelt und lässt sich dank eines kostensparenden Herstellverfahrens zu einem attraktiven Preis fertigen. Hinter den Qualitätsmerkmalen verbergen sich Dauertests bei Höchstgeschwindigkeit und maximaler Belastung. Diese bestätigen die Performance des neuen Umlenksystems.

Gleichmäßiges Profil

Die Kernkompetenzen von Eichenberger liegen beim Gewinderollen und Härten. Die durch die Kaltumformung entstehende Festigkeitssteigerung hat bei der Herstellung von Kugelgewindetrieben nicht die gleich große Bedeutung wie bei den Gleitgewindetrieben. Viel entscheidender ist die Kontinuität des Kugelgewindeprofils, das durch das Vollprofil der äußerst stabilen Gewinderollwerkzeuge auf die Spindel übertragen wird.

Ebenso wichtig ist die extrem fein verdichtete Oberfläche im Profil. Diese Feinheit bietet wenig Angriffsfläche für Verschmutzung und sorgt zusätzlich für ein geräuscharmes Abrollen der Kugeln. Durch die glattrollierte Oberfläche und die Rollbewegung der Kugeln wird die Reibung reduziert und damit der Wirkungsgrad deutlich erhöht. Dies wiederum erlaubt ein geringes Antriebsdrehmoment bei geringer Eigenerwärmung. Die so verringerte erforderliche Antriebsleistung reduziert damit Betriebskosten.

Ein weiterer Aspekt ist das Härten: Während sich ein Härtereibetrieb ausschließlich dem Härten von Stahl widmet, strebt der Gewindespezialist durch Know-how und Erfahrung danach, die bestmögliche Kombination von Härte und Präzision zu erhalten. Dies ist entscheidend für die hohe Steigungsgenauigkeit des Kugelgewindetriebes bei der hohen Anzahl der möglichen Durchmesser.

Vor allem bei kleinen Dimensionen gilt die Formel: je geringer der Durchmesser, umso mehr Kompetenz und Gespür sind bei der Härtung erforderlich. Spindeln mit hohen Präzisionswerten wie beim Typ F waren bisher nur mit geschliffenen Spindeln zu erreichen.

Eichenberger legt besonderen Wert darauf, einen perfekten Prototypen inklusive Gewinderoll-Werkzeug innerhalb kürzester Zeit herzustellen. Das ist nur möglich, weil Entwicklung, Produktion, Qualitätsmanagement und Vertrieb im Sinne einer rationellen, schnellen Fertigung eng zusammenarbeiten. So kann das Unternehmen am Standort Schweiz flexibel und wettbewerbsfähig produzieren. Der Gewinderoller lotet dabei laut Hersteller die Grenzen des Machbaren aus. mk

Auf einen Blick

Von Eichenberger:

• Carry: Verschleißfreie Kugelgewindetriebe für Anwendungen, wo große Lasten bei geringem Energieverbrauch zu bewegen sind. Besonders hohe Verfahrgeschwindigkeiten möglich.

• Speedy: Die Steilgewindespindel setzt Linear- schnell in Drehbewegungen um. Neu jetzt auch in Aluminium erhältlich.

• Rondo: Die Rundgewindespindel mit sehr ruhigen Laufeigenschaften. Jetzt auch in Aluminium.

Erschienen in Ausgabe: 07/2017