EF 2016

Antriebe
Die Drehmoment-Kugelbuchsen in der Lackiermaschine: Kompakter als
Schienenführungen, aber genauso belastbar und leistungsstark
Die Drehmoment-Kugelbuchsen übernehmen bei ads-tec sowohl die
Führungsaufgabe der Greifeinheit als auch die Schwenkbewegung
Varianten dieses Führungssystems
im Programm“, beschreibt Kontner.
Dazu gehört zum Beispiel die
Drehmoment-Flanschkugelbuchse.
Je nach Größe hat sie einen abgeflachten
oder einen runden Flansch.
Wandstärken und Kugeldurchmesser
sind optimiert, um eine kompakte
Konstruktion zu ermöglichen. Durch
den Flansch kann der Monteur die
Buchse einfach installieren. Dies
vereinfacht auch die Konstruktion
der umliegenden Teile.
Eine weitere Variante ist die Rotations-Drehmoment-Kugelbuchse.
Bei
ihr ist der Außenring drehbar gelagert.
Sie kann gleichzeitig Linearund
Rotationsbewegungen aufnehmen
und bietet somit eine raumund
gewichtssparende Lösung für
viele Handhabungs- und Automationsaufgaben.
Die Kombination aus
Nutwelle und Rotationsmutter reduziert
die Anzahl der Bauteile erheblich
im Vergleich zu einem konventionellen
System. Diese Kombination
verringert außerdem den Durchmesser
des Gehäuses, es ist leichter
und lässt sich einfacher montieren.
Drehmoment-Kugelbuchse
statt Linearführung
Auf diese Maschinenelemente
setzt zum Beispiel die Sprimag
Spritzmaschinenbau GmbH & Co. KG
in Kirchheim/Teck. Der Sondermaschinenbauer
stellt Anlagen her, die
Metallverpackungen wie Tuben,
Dosen oder Getränkeflaschen von
innen lackieren. Um den Lacknebel
oder das Pulver, das beim Beschichtungsvorgang
freigesetzt wird, sofort
aufzunehmen, befindet sich in jeder
Maschine eine Absaugung. Je größer
ihr Querschnitt ist, desto effizienter
arbeitet sie. Der Querschnitt
kann allerdings nicht beliebig groß
gewählt werden. Denn im Bauraum
befindet sich neben der Absaugung
ein Großlager, in dem die Schienenführung
für die Hubbewegung der
Spritzeinheit sitzt.
„Um den Bauraum zu minimieren,
mussten die Konstrukteure die Führungsart
der Spritztechnik ändern“,
beschreibt Kontner. Zu diesem Zeitpunkt
waren noch Linearführungen
verbaut. Diese verursachten weitere
Probleme: „Aufgrund der Anbindung
an die Konstruktion konnte
die Spritzeinheit nicht mittig auf der
Führung platziert werden. Wurde
der Hubvorgang abgebremst, kam
es zu Schwingungen. Dadurch war
kein genauer und reproduzierbarer
Lackiervorgang möglich. Durch diese
asymetrische Anordnung und die
verwinkelte Anbindung der Schienenwagen
wirbelten bei der Absaugung
außerdem die Farbstoffteilchen
umher, die sich dann im Bauraum
und auf der Außenseite des Produkts
festsetzten. Kugelbuchsen
waren keine Alternative, denn sie
lieferten nicht die geforderte Leistung
von mehr als fünf Millionen
Doppelhüben im Jahr. Die Entwickler
entschieden sich für die Drehmoment-Kugelbuchsen.
Kostengünstig positionieren
und kontrollieren
Zu den Kunden, die Thomas
Kontner betreut, gehört auch die
ads-tec GmbH in Nürtingen. Der
Sondermaschinenbauer stellte bis
vor kurzem automatisierte Zuführund
Handhabungssysteme her, die
Werkzeuge, Werkstücke, Baugruppen
oder Rohstoffe taktzeitoptimiert
zwischen definierten Prozessschritten
sicher und kostengünstig positionieren
und kontrollieren.
„Hohe Anforderungen waren an
ein Beladesystem gestellt, das
Nockenwellen stapelt und über ein
Greifsystem einer Schleifmaschine
zuführt“, beschreibt Kontner. Ziel
war es, dieses Beladesystem sehr
schlank, gewichtsoptimiert und gut
zugänglich zu halten. Aber noch viel
wichtiger war es, mit dem Drehmomentsystem
sowohl die Führungsaufgabe
der Greifereinheit als auch
die Schwenkbewegung der beiden
Greifermimiken sowie das Öffnen
und Schließen der jeweiligen Greiferzange
zu bewerkstelligen.
Die Lösung sah dafür den Einsatz
zweier Längsführungen vor.
„Wir lieferten gezogene Wellen mit
einer Länge von vier Metern. Diese
durften dabei eine nur geringe Verdrehabweichung
aufweisen“, erläutert
Kontner. Um eine sehr kurze
Taktzeit zu realisieren, muss der
Schlitten, der auf den Wellen verfährt,
kompakt und gewichtsoptimiert
gebaut sein. In die Maschinen
sind nun zwei Wellen mit je einer
Drehmoment-Kugelbuchse eingebaut.
Diese sind so leistungsgerecht
ausgelegt und hochwertig gefertigt,
dass montagefertige Standardelemente
zum Einsatz kommen.
Weil mit dieser Lösung keine
Antriebe auf dem Schlitten mitfahren,
sind sehr wenige Kabel erforderlich,
sie ist deutlich leichter und
somit schneller. Kommen die Werkstücke
über ein Band, einen Hubtaktförderer
oder eine Stapelzelle
zu dem Beladesystem, werden sie
ausgerichtet und anschließend auf
ihre Kontur geprüft. Dafür muss die
Aufnahme gedreht werden. „Unsere
rotationssymmetrischen Maschinenelemente
eignen sich besonders
gut für diese Aufgabe“, sagt Kontner.
Denn mit dieser Eigenschaft,
und weil sie freitragend sind, also
keine Unterkonstruktion erfordern,
erreichen sie Drehungen um jeden
beliebigen Winkel.
• Dr. Erich Tretter
GmbH + Co.
www.tretter.de
Thomas Kontner, technischer
Berater bei Dr. Tretter:
„Ingenieure haben den Vorteil,
mit diesen Maschinenelementen
weitaus kompaktere Konstruktionen
realisieren zu können.“
Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2016 101