Präzision und Dynamik

Die Hochlast-Kugelgewindetriebe der Serie Hercules zeichnen sich durch hohe Dynamik und Spitzenlastkapazitäten aus. Sie können dynamische Axialkräfte bis 160 t pro Antrieb erreichen. Kammerer hat diese Schwerlastspindeln u. a. für den Einsatz in den Einspritz-, Schließ- und Auswerfeinheiten von Spritzgussmaschinen, Pressen und Prüfmaschinen entwickelt.

Der Autor: Reinhard Besenbeck, technischer Leiter/Produktmanager Kugelgewindetriebe, Kammerer, Hornberg

Wenn hohe Präzision gefragt ist, werden Kunststoff-Spritzgussteile immer häufiger auf vollelektrischen Maschinen gefertigt. Möglich ist dies nur, weil hochpräzise, leistungsfähige und energieeffiziente Kugelgewindeantriebe für die Einspritz-, Schließ- und Auswerfeinheit zur Verfügung stehen. Dabei werden in modernen Kunststoff- und Prüfmaschinen die typischen Hydraulikantriebe der Einspritzaggregate und der Schließachsen, die die beiden Werkzeughälften zusammenfahren und -halten, häufig durch elektromechanische Linearantriebe ersetzt. Für den kundenspezifischen Einsatz in Kunststoffmaschinen und Pressen hat der Gewindetechnikspezialist die hochbelastbaren Kugelgewindetriebe der Baureihe Hercules entwickelt.

Mit den Schwerlastspindeln steht eine Baureihe zur Verfügung, die höhere Dynamik und Spitzenlastkapazitäten als herkömmliche Kugelgewindetriebe bietet. Die Hochlast-Kugelgewindetriebe der Serie Hercules zeichnen sich durch ein optimales Verhältnis des Kugeldurchmessers zur Gewindesteigung aus. Die Laufbahngeometrie der Gewindespindel und der Mutter sowie die von Kammerer spezifizierte Materialspezifikation und deren Mutter-Kugel-Spindel-Paarung wurden bei der Entwicklung dieser Baureihe optimiert. Mit den Kugelgewindetrieben können dynamische Axialkräfte bis 160 t pro Antrieb dargestellt werden. Bei den leistungsstärksten Spritzgussmaschinen, für die Kammerer derzeit die Serie liefert, handelt es sich um Spindelantriebe mit bis zu 3000 t Schließkraft (statisch).

Ein wesentliches Merkmal der Hercules-Serie ist die besondere Bauform der Mutter. Die Mutter wird in zweiteiliger Ausführung gefertigt und geliefert. Eine optimale Balance der Kugelverteilung über den gesamten Tragumfang wurde mit dieser Komplettlösung erfolgreich umgesetzt. Der Anwendernutzen liegt im Downsizing, also der möglichen Verwendung kleinerer Baugrößen, oder aber in einer höheren zu erwartenden Lebensdauer bei Beibehaltung der ursprünglichen Abmessung.

Speziell für den Hochlastbereich und somit für die gesamte Hercules-Serie hat der Hersteller eine Kugelführung entwickelt, die auch unter ungünstigen Umgebungsbedingungen den direkten Kugel-Kugel-Kontakt vermindert. Auf diese Weise kann vorzeitiger Verschleiß vermieden werden, der dadurch bedingt ist, dass Moment- bzw. Radialbelastungen auf die Mutter wirken. Gleichzeitig führt die Einzelgang-Schmierungstechnologie zu einer deutlichen Reduzierung des Verschleißes. Geringe Reibung auf der einen, minimaler Schmiermittelaustrag auf der anderen Seite: unter dieser Maßgabe wurde das vorhandene Abstreifkonzept weiterentwickelt, das für einen signifikant geringeren Schmiermittelaustrag aus der Mutter sorgt und so den Schmiermittelverbrauch und die Wartungs- bzw. Schmierintervalle verringert. Bei der Kugelrückführung hat intensive Entwicklungsarbeit in Verbindung mit großen Wälzkörpern bis 20 mm Durchmesser zusätzlich zu einer höheren dynamischen Kapazität geführt. Die für die Hercules-Serie neu entwickelten Formelemente in der Kugelrückführung reduzieren die Irritationen des Kugelübergangs aus dem Tragbereich in den Rückführungskanal. Diese Neuentwicklung steigert das Verschleißverhalten für Kugelgewindetriebe. Zudem führt die optimierte Geometrie zu einer Geräuschreduzierung. I