Präzise und leistungsstark

Reinhard Besenbeck, technischer Leiter/Produktmanager Kugelgewindetriebe, Kammerer

Die stetige Tendenz zu immer höheren Leistungen ist kein neues Phänomen. Ganz gleich, um welchen Bereich es sich handelt: Überall müssen Leistungsmerkmale und die Zuverlässigkeit der Industrieanlagen verbessert werden. Dieses Prinzip besitzt auch im Werkzeugmaschinenbau volle Gültigkeit. Werkzeugmaschinen haben aber zudem Anforderungen zu entsprechen, die eigentlich konträr sind und dennoch miteinander korrespondieren müssen – dies gilt beispielsweise für Merkmale wie Drehzahlbereich und Präzision oder Leistungsvermögen und Zuverlässigkeit. Denn hohe Beschleunigungen und Geschwindigkeiten bei gleichzeitig hoher Lebensdauer und Zuverlässigkeit widersprechen sich eigentlich.

Dem Gewindetechnikspezialisten Kammerer ist es gelungen, diese eigentlich konträren Anforderungen bei Werkzeugmaschinen mit seinen Kugelgewindetrieben, die für das Verfahren der Linearachsen sorgen, zu vereinen. Auch in den neuen Portalfräsmaschinen des italienischen Herstellers Rema Control werden Kugelgewindetriebe von Kammerer verwendet, wobei es sich um eine Sonderlösung mit angetriebener Mutter handelt.

Rema Control mit Sitz in Stezzano bei Bergamo wurde 1987 als Service- und Nachrüstanbieter für Werkzeugmaschinen gegründet und stellt heute Werkzeugmaschinen für Produktionsanlagen her, darunter z. B. Portalfräsmaschinen und Fahrständerbearbeitungszentren für die Automobilindustrie.

„In den vergangen Jahren stieg die Geschwindigkeit der Linearachsen unserer Maschinen auf 50 m/min“, erklärt Claudio Gamba, Geschäftsführer von Rema Control. „Die früher bei niedrigeren Geschwindigkeiten angewandte Lösung war aufgrund der Geräuschbildung und zu hoher Hitzeentwicklung an ihre Grenzen gestoßen. Dieser Zustand war nicht mehr hinnehmbar, da dies kurz- und mittelfristig Probleme im Hinblick auf die Zuverlässigkeit verursacht hätte.“

Gemeinsam arbeiteten die beiden Unternehmen an einer Lösung für die gestiegenen Geschwindigkeiten und Probleme wie hohe Temperatur- und Geräuschentwicklung. Insbesondere für lange Achsen sind Kugelgewindetriebe mit rotierender Mutter ideal, da dieses Antriebskonzept hohe Lineargeschwindigkeiten bei langem Nutzhub der Kugelgewindetriebe ermöglicht. Bei einer Geschwindigkeit von 50 m/min ist die Geräuschbildung verglichen mit anderen Lösungen viel niedriger.

Auch die Hitzeentwicklung wird reduziert, da eine Spindelkühlung bei stehender Spindel einfacher zu realisieren ist. Das stehende Muttergehäuse lässt sich ebenfalls einfach kühlen. Weiterhin führt das von Kammerer entwickelte Fertigungsverfahren des Hartschälens von Kugelgewindetrieben nachweislich zu einer verringerten Geräuschbildung im Betrieb.

Das angetriebene Mutterkonzept hat aber noch weitere Vorteile. Mit der angetriebenen Mutter lassen sich in Verbindung mit einer großen Steigung Geschwindigkeiten von mehr als 120 m/min erreichen. Unter idealen Voraussetzungen sind Drehzahlen bis 4000 min-1 möglich. Deshalb können bei langen Wegen die Taktzeiten positiv beeinflusst werden. Die höhere Dynamik bewirkt eine Steigerung der Produktivität, das vorgespannte Spindelsystem eine höhere Gesamtsteifigkeit des Antriebstrangs. Die biegekritische Drehzahl ist nicht begrenzt, Beschleunigungen der Spindeln von bis zu 30 m/s2 sind möglich.

Das Antriebskonzept lässt sich als Einmassenschwinger modellieren und somit gut regeln. Bei großen zu bewegenden Massen hat dieses Antriebskonzept ein besseres dynamisches Verhalten. Durch eine federverspannte Spindel kann die Längendehnung, die durch die Temperaturänderung bewirkt wird, ohne Verlust der Spindelreckung kompensiert werden. Bestehende Drehzahlgrenzwerte lassen sich durch den Einsatz von Hybridlagern und Keramikkugeln erhöhen.

Das kompakte Mutterkonzept ermöglicht es, sehr nahe am Boden des Maschinenbettes zu bauen. Ein Kippen der Spindellagerböcke, das durch das Recken der Spindeln entstehen kann, wird minimiert. So ist z. B. bei bestimmten Spindeln eine Einbauhöhe von nur 100 mm vom Boden bis zur Spindelmittelachse möglich.

Kammerer bietet Kugelgewindetriebe mit angetriebener Mutter in Baugrößen von KGT 16 x 5 bis 120 x 20 an. Neben Werkzeugmaschinen werden sie insbesondere im Großmaschinenbau mit langen Achswegen wie beispielsweise bei Großräummaschinen, in Kunststoff-Spritzmaschinen, in Hebe- und Montageeinrichtungen für Flugzeuge und Schienenfahrzeuge und bei anderen Lift- und Hubeinrichtungen eingesetzt.

„Die Qualitätsmerkmale von Kammerer entsprechen den Bedürfnissen von uns Werkzeugmaschinenherstellern“, erklärt Gamba. „Kammerer verfügt über eine Technologie, die aufgrund hervorragender Leistungen und hoher Betriebssicherheit gut zu unseren Anlagen passt.“

Seit 15 Jahren setzt Rema Control in sämtlichen Maschinen Produkte des Gewindetechnikspezialisten ein, die in Italien über den Vertriebspartner Rosa Sistemi verkauft werden. Die Schwarzwälder Gewindetriebe werden aber nicht nur im Werkzeugmaschinenbau eingesetzt, sondern auch im allgemeinen Maschinenbau, in der Feinwerktechnik, in der Handhabungsautomation und Robotik, in der Medizintechnik, der Verpackungsindustrie sowie im Flugzeug- und Automobilbau. I