Motek: Kugelgewindetriebe von Eichenberger

Effizient bewegt

| Redakteur: Konrad Mücke

Ausgeklügelte, in einem automatischen Prozess hergestellte Kugelrückführung.
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Ausgeklügelte, in einem automatischen Prozess hergestellte Kugelrückführung. (Bild: Eichenberger AG)

Der von Eichenberger zur Motek vorgestellte Kugelgewindetrieb Typ F (KGT) ist prädestiniert für Anwendungen, bei denen grosse Lasten mit hohem Wirkungsgrad bewegt werden sollen.

Als Linearantriebe haben sich kaltgerollte Gewindetriebe etabliert. Die Eichenberger Gewinde AG, einziger Hersteller gerollter Kugelgewindetriebe in der Schweiz, produziert ein breites Spektrum solcher Linear­triebe für die Medizin-, die Elektro- und die Fahrzeugtechnik, die Textilindustrie, die Gebäudeausrüstung, den allgemeinen Maschinenbau und die Automation. Kugelgewindetriebe (KGT) übertragen die Last 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. Die damit verbundene Energieeffizienz macht den Gewindetrieb zu einer der meist eingesetzten Antriebskomponenten. Die Mutter ist mit einem Rückführungssystem ausgestattet, das die Kugeln wieder zur Ausgangsposition zurücklenkt.

Ausgeklügelte Kugelumlenkung

Für den aktuell präsentierten Kugelgewindetrieb Typ F, eine Weiterentwicklung der bewährten Systeme Carry, haben die Spezialisten bei Eichenberger aufgrund ihrer über viele Jahre gesammelten Erfahrungen ein Verfahren verwirklicht, um eine spezielle KGT-Mutter mit einem ausgeklügelten Umlenksystem in einem Arbeitsgang herzustellen. Im neuen Kugelgewindetrieb Typ F verlassen die Kugeln im Rückführsystem den Gewindekanal in der Mutter und werden durch eine spezielle, höchst raffinierte, präzise Aussparung in der Kappe aufgefangen, direkt umgelenkt und durch den Mutternkörper zurückgeführt. In der Endkappe werden sie wieder in den Gewindegang umgelenkt. Dort reihen sich die Kugeln wieder ein, um die ihnen zugedachte Aufgabe der Lastübertragung bei kleiner Rollreibung zu erfüllen. Dabei ist es unerlässlich, dass die Kugeln beim Übergang von der Mutter in den Umlenkungskanal geschmeidig und geräuschlos rollen. Dies bewirkt die geniale Konstruktion des Mutternkörpers. Aufgrund der vollständig automatisierten Herstellung entsteht zudem eine besonders wirtschaftliches Produkt.

Kleine Durchmesser mit grosser Gewindesteigung kombiniert

Anwender fordern heute kleinere Spindeln mit grös­seren Steigungen. Man spricht von quadratischen (Steigung entspricht Spindeldurchmesser) und sogar überquadratischen Spindeln. Beim neuen Umlenksystem sind Spindeln im Durchmesser 6 bis 40 mm in Steigungen von 2 bis 40 mm erhältlich. Das im Typ F integrierte Kugelumlenkelement aus Hochleistungskunststoff wurde auch für grosse Stückzahlen entwickelt. Es lässt sich dank eines kostengünstigen Herstellverfahrens besonders wirtschaftlich fertigen. Um die Qualität zu gewährleisten, hat Eichenberger Dauertests bei Höchst­geschwindigkeit und bei maximaler Belastung durchgeführt. Diese bestätigen die hervorragenden Merkmale und die Leistungsfähigkeit des Umlenksystems.

Präzise härten für hochgenaue Spindeln

Die Kernkompetenzen der Eichenberger Gewinde AG liegen beim Gewinderollen und -härten. Die durch die Kaltumformung entstehende Festigkeitssteigerung hat bei der Herstellung von Kugelgewindetrieben nicht die gleich grosse Bedeutung wie bei 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. Die Oberflächeneigenschaften (Rauheitswerte ~ Rz 1.0) minimieren die Angriffsfläche für Verschmutzung und sorgen zusätzlich für ein geräusch­armes Abrollen der Kugeln. Durch die glattrollierte Oberfläche und die Rollbewegung der Kugeln wird die Reibung reduziert. Das erhöht den Wirkungsgrad deutlich. Dies wiederum ermöglicht ein kleineres Antriebsdrehmoment und minimiert die Eigenerwärmung. Die niedrigeren Antriebsleistungen reduzieren zudem die Betriebskosten.

Aufgrund seiner über Jahre gesammelten Erfahrung im Bereich der Induktionshärtung kann der Gewindespezialist die bestmögliche Kombination von Härte und Präzision verwirklichen. Dies ist entscheidend für die hohe Steigungsgenauigkeit des Kugelgewindetriebes. Insbesondere gilt dies bei kleinen Durchmessern. Je kleiner der Durchmesser, umso exakter muss man die Spindeln härten. Derart präzise Spindeln waren bisher nur durch Schleifen herzustellen. Dem Schweizer Unternehmen gelingt es, einen perfekten Prototyp, inklusive Gewinde­roll-Werkzeug, innerhalb kürzester Zeit herzustellen. Das ist nur möglich, weil Entwicklung, Produktion, Qualitätsmanagement und Vertrieb eng zusammenarbeiten. Auf Anfrage realisiert der Herstel­ler auch aussergewöhnliche Kundenlösungen. SMM

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