KEM Konstruktion: Herr Klöblen, was ist das häufigste Ausfallkriterium bei Kugelgewindetrieben?
Wolfgang Klöblen: Durch adhäsiven bzw. abrassiven Verschleiß der Laufbahnen und Kugeln kommt es zum Spiel zwischen Spindel und Mutter und dadurch zu einem Verlust der Vorspannung der Mutter auf der Spindelwelle. Diese Vorspannung ist eine wesentliche Kenngröße für die Qualität eines Kugelgewindetriebs. Ohne Vorspannung schwingt die Achse auf und es werden weder ausreichende Positioniergenauigkeiten noch gute Oberflächen bei der Bearbeitung erreicht.
KEM Konstruktion: Wie wirken Sie dem Vorspannungsverlust und damit dem Ausfall des Kugelgewindetriebs entgegen?
Klöblen: Wir kontrollieren durchgehend die Vorspannung der Mutter auf der Spindelwelle. Dazu messen wir zunächst das Niveau der Vorspannung im Neuzustand, zeichnen ihre Abnahme über die Lebensdauer permanent auf und werten die Daten aus. Durch die Definition individueller Grenzwerte lassen sich Warnmeldungen generieren, die ausgegeben werden, wenn die Vorspannung unter einen vorgegebenen Grenzwert sinkt. Damit ist es möglich, einen geplanten Austausch vorzubereiten und durchzuführen. Außerdem lassen sich so die Kosten aufgrund von Stillstandzeiten, Ersatzteilbeschaffung und Monteureinsätzen minimieren.
KEM Konstruktion: Wie erreichen Sie die permanente Zustandsüberwachung?
Klöblen: Mit Sensoren von ifm electronic messen wir die Vorspannung im Betrieb nahe an der Kontaktzone zwischen Kugel und Mutter. Genau in diesem Bereich findet der Verschleiß des Kugelgewindetriebs statt. Darüber hinaus wird auch die Temperatur direkt an der Wälzkontaktzone gemessen. Auf diese Weise erfassen sie die aktuell wirkende Kraft, mit der die Kugel in der Laufbahn anliegt. Änderungen der Vorspannung im Betrieb sind bis fast in den spielbehafteten Bereich messbar. Die Auswerteelektronik von ifm wandelt und analysiert das Messsignal und kommuniziert mit der Steuerung. Mittels Ampelanzeige und Warnmeldung empfiehlt die Maschinensteuerung dem Bediener bzw. über eine Serververbindung direkt dem Maschinenhersteller einen anstehenden Austausch des Kugelgewindetriebs.
KEM Konstruktion: Welche weiteren Vorteile bietet die Guard-Plus-Technologie dem Anwender?
Klöblen: Unser Guard Plus-System zur Zustandsüberwachung von Kugelgewindetrieben erlaubt problemlos die Messung von Bearbeitungskräften sowie überlagerten oder außergewöhnlichen Betriebskräften, beispielsweise bei einer Überlastfahrt oder einem Crash. Zudem können über eine Historienaufzeichnung Rückschlüsse auf eine Überlastung der Maschine gezogen werden. Und schließlich hilft das Zustandsüberwachungssystem bei der Optimierung der Schmierung auf die speziellen Erfordernisse durch anwendungsspezifische Belastungskollektive. Dabei amortisieren sich die Mehrkosten für einen Kugelgewindetrieb mit Zustandsüberwachung ganz schnell. bec
Detaillierte Informationen zur Zustandsüberwachung von Kugelgewindetrieben:
hier.pro/rWuTU
Messe AMB 2018: Halle C2, Stand 2D31
„Die Vorspannung der Mutter auf der Spindelwelle ist eine wesentliche Kenngröße für die Qualität eines Kugelgewindetriebs.“