Mit gekühlter Mutter

Kugelgewindetriebe von Kammerer für Werkzeugmaschinen

Kugelgewindetriebe
Kugelgewindetrieb mit gekühlter angetriebener Mutter, zur Veranschaulichung hier mit Öffnung im Kühlgehäuse: In der Spirale zirkuliert das Kühlmedium, das die aus Lagerreibung und Kugelkontaktbereich entstehende Wärme ableitet Bild: Kammerer
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Die Kammerer Gewindetechnik GmbH hat Kugelgewindetriebe mit gekühlter Mutter für den Einsatz in Werkzeugmaschinen entwickelt. Die gekühlte Mutter erlaubt eine einfachere Kühlung des Kugelgewindetriebs. Dies verbessert Genauigkeit und Lebensdauer der Kugelgewindetriebe nachhaltig und ermöglicht höhere Geschwindigkeiten und Präzision bei den Werkzeugmaschinen. Kammerer stellt diese Kugelgewindetriebe auf der EMO in Hannover vor.

Reinhard Besenbeck, technischer Leiter und Produktmanager Kugelgewindetriebe, Kammerer Gewindetechnik GmbH, Hornberg

Um eine reduzierte Temperaturentwicklung im Betrieb zu erzielen, hat Kammerer seine Kugelgewindetriebe mit angetriebener Mutter weiterentwickelt. Die Werkstoffauswahl der verbauten Bauteile wurde mit Hinblick auf die thermischen Eigenschaften optimiert. Dabei hat man die thermosymmetrische Konstruktion der Bauteile sowie die thermische Entkopplung berücksichtigt. Die Kühlung der Achsen und der Maschine ist variabel regelbar. Die federverspannte Reckung der Kugelgewindetriebe und die Kühlbohrung in Spindel und Mutter minimieren die Verlagerung der Achsen. Die lineare Verschiebung der Achsen wird durch ein direktes Wegmesssystem kompensiert.

Die partielle Erwärmung bestimmter Spindelbereiche, die aus reversierenden Bewegungen in bestimmten Teilbereichen resultiert, kann nur durch eine Temperaturregelung erreicht werden. Bei einer Temperaturdifferenz von z. B. 5 °C und einer angenommenen Umlenklänge von 100 mm ergibt sich eine Verspannung zwischen Mutter und Spindel von 5,5 µm. Dabei steigt die Vorspannung und somit die Temperatur in ungewünschte Bereiche. Das alles führt zu Lebensdauerverlusten, Schwingungen und Vorspannungsauflösung im Kugelkontaktbereich.

Um die Energiekosten vorteilhaft zu beeinflussen, sollte eine mittlere Temperatur bestimmt und eingestellt werden, bei der nur das Minimum an Energie benötigt wird – dies muss nicht zwingend +21 °C sein. Der spiralförmige Kühlkanal am Muttergehäuse-Umfang leitet die entstehende Wärme aus dem Bereich der Lagerung und des Kugelkontakts ab. Denn die Hauptwärmequellen sind Belastung, Drehzahl und Vorspannung. Gleiches gilt für die vier verbauten Axial- und Radiallager, die auf das kompakte Muttergehäuse wirken. Die neue Konstruktion verbessert Genauigkeit und Lebensdauer des Kugelgewindetriebes nachhaltig.

Weiterer Vorteil: verringerte Geräuschbildung

Neben geringer Hitzebildung zeichnen sich die Kugelgewindetriebe durch geringe Geräuschentwicklung aus: das von Kammerer entwickelte Hartschälverfahren bei der Fertigung bewirkt eine nachweislich verringerte Geräuschbildung im Einsatz. Das Antriebskonzept der angetriebenen gekühlten Mutter ermöglicht hohe Lineargeschwindigkeiten bei langem Nutzhub der Kugelgewindetriebe. In Verbindung mit einer großen Steigung lassen sich Geschwindigkeiten von mehr als 120 m/min erreichen, unter idealen Voraussetzungen sind Drehzahlen bis 4000 min-1 möglich. Deshalb können bei langen Verfahrwegen die Taktzeiten positiv beeinflusst werden. Das vorgespannte Spindelsystem bewirkt eine höhere Gesamtsteifigkeit des Antriebstrangs. Die biegekritische Drehzahl ist nicht begrenzt. Beschleunigungen der Spindeln von bis zu 30 m/s2 sind möglich. Dabei kann der Einsatz von Hybridlagern und Keramikkugeln bestehende Drehzahlgrenzwerte noch erhöhen. Die höhere Dynamik der Kugelgewindetriebe bewirkt eine Steigerung der Produktivität der Werkzeugmaschine.

Kugelgewindetriebe mit gekühlter Mutter werden in Baugrößen von 16 bis 160 mm Durchmesser mit unterschiedlichen Steigungen angeboten. Neben Werkzeugmaschinen wie z. B. Portalfräsmaschinen oder Räummaschinen umfassen die Einsatzgebiete Kunststoff-Spritzgießmaschinen, Hebe- und Montageeinrichtungen für Flugzeuge und Schienenfahrzeuge sowie andere Lift- und Hubeinrichtungen. bec

Detaillierte Informationen zu den Kugelgewindetrieben:
hier.pro/dqUt2
Messe EMO 2019: Halle 7, Stand E36

Kammerer Gewindetechnik GmbH
In der Hausmatte 3
78132 Hornberg-Niederwasser
Tel.: 07833 9603–0
Fax: 07833 9603–80
info@kammerer-gewinde.com
www.kammerer-gewinde.com
Geschäftsführer: Achim Kammerer, Peter Kammerer

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