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AntriebseinheitenKein Ausfall erlaubt

Schneckengetriebemotor
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Rollringgetriebe, Schnellspannringe, Wälzmutter, ZahnriemenantriebeSchluss mit Kraft

Wie bitte – Rollringgetriebe? Da sieht man manchen Jung-Ingenieur die Achseln zucken. Dabei sind die mechanischen Kraftschlussgetriebe geradezu eine Ideallösung für die Umwandlung von Dreh- in Linearbewegungen – vorausgesetzt es werden keine überdimensionalen Kräfte benötigt. SCOPE-Redakteur Michael Stöcker erfuhr vom führenden Hersteller auf diesem Gebiet, für welche Aufgaben sich Rollringgetriebe besonders eignen.

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Schnellspannringe: Schluss mit Kraft

Wer etwas über Rollringgetriebe wissen will, der muss in den Norden der Republik reisen. Dort nämlich, nahe des inneren Zipfels der Kieler Förde, hat das mittelständische Unternehmen Uhing seinen Sitz. Dessen Historie ist untrennbar verbunden mit dem Thema Rollringgetriebe. Bei Uhing kennt man nicht nur die Ursprünge dieses mechanischen Antriebskonzepts, sondern auch seine Vorteile, Möglichkeiten und Potenziale – und nicht zuletzt seine Grenzen. Als weltweit führender Hersteller auf diesem Gebiet beliefert das Mielkendorfer Unternehmen heute Anlagen- und Gerätebauer in aller Herren Länder.

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Rollringantriebe wandeln die Drehbewegung einer glatten Welle in eine Linearbewegung um. Wohlgemerkt: einer glatten Welle. Für den dafür nötigen Kraftschluss sorgen drei oder vier schwenkbar angeordnete wälzgelagerte Rollringe, deren Laufflächen gegen die rotierende Welle drücken. Ihre Stellung (Steigung) beeinflusst die Richtung (rechts, links, null) und den Vorschub – wobei die Wellendrehzahl auch konstant bleiben darf. Am kompakten Gehäuse des Getriebes lassen sich dann Vorrichtungen wie etwa Wickelgut-Führungen oder Einschübe anbauen. Das Ergebnis eines Rollringantriebs ist meist eine gleichmäßige, auf Wunsch sehr langsame, vor allem aber überaus präzise Linearbewegung, die sich sehr feinfühlig regeln lässt. Ursprünglich erdacht für den Antrieb des Schlittens in industriell mechanisierten Strickmaschinen, trifft man das Rollringprinzip heute in vielen Branchen an. Geradezu unverzichtbar ist es in der Draht-, Seil- und Kabelindustrie, wo es das homogene Aufwickeln und Abspulen kilometerlanger Metalldrähte oder Leitungen sicherstellt. Für diese Anwendungen bietet Uhing leistungsfähige Komplettlösungen – auch mit berührungsloser Flanschabtastung und automatischer Verlegebreiten-Steuerung. Herzstück dieser weltweit verbreiteten, mechatronischen Systeme ist stets ein Rollringgetriebe, das die konstante Drehrichtung einer Verlegewelle in eine permanente Hin- und Herbewegung umwandelt. Die Richtungsänderung (Umschaltung) kann dabei rein mechanisch, elektromagnetisch oder pneumatisch erfolgen. Das fein aufeinander abgestimmte Zusammenspiel von Rollringgetriebe, Sensorik und Steuerungstechnik führt zu Hochpräzisionswicklungen ohne Berg- und Talbildung, auf Wunsch mit individuell einstellbaren Geometrien, sowie ohne Deformation der Spulen und Flansche. Um aber keine Missverständnisse aufkommen zu lassen, sei betont, dass der Einsatz von Rollringgetrieben heute weit über die Draht-, Seil- und Kabelindustrie hinaus reicht. In der Pharma- und Chemietechnik beispielsweise sorgen die Kraftschlussgetriebe in Mischgeräten für ein kontinuierliches Auf- und Nieder der Mixquirls; in der Lebensmittelindustrie regeln sie zum Beispiel das exakte Auftragen von flüssiger Schokolade auf Teigbahnen; in der automatisierten Teilereinigung werden sie als beweglicher Sprühdüsenträger eingesetzt; in der Messtechnik treiben sie Wirbelstrom-Prüfschlitten an; und in der Kunststoff-Industrie sichern sie das präzise Aufwickeln feiner Folienbänder nach dem Abschneiden von der Mutterrolle. Rollringgetriebe lassen sich als Kraftverstärker, als Hubgetriebe für Geschwindigkeiten von bis zu 4,2 m/s, als Antriebe für synchron mitlaufende Trenneinrichtungen oder für Anwendungen mit getakteten Vorschüben einsetzen.

Robust und einfach

Dass freilich für all diese Anwendungen nicht ein und dasselbe Rollringgetriebe verwendet werden kann, liegt auf der Hand. Das Sortiment von Uhing ist daher breit gefächert. Es unterteilt sich in sechs Baureihen mit mehreren Ausführungen. Wichtige Unterschiede liegen in den Baugrößen, den möglichen Wellendurchmessern, den Schubkräften und den maximalen Steigungen.

Rollringgetriebe sind robuste mechanische Systeme, die nicht zuletzt wegen ihrer einfachen Konstruktion überzeugen. Sie haben eine hohe Standzeit, sind wartungsarm und – vor allem im Vergleich zu Antrieben mit Gewindespindeln – unempfindlich gegen Verschmutzung. Die Getriebe aus Mielkendorf schaffen bis zu 40 Millionen Richtungsänderungen (Umschaltungen), arbeiten mit hoher Symmetrie in beiden Bewegungsrichtungen, sehr leise und mit definierten Schubkräften von bis zu 3600 N. Uhing liefert seine Rollringgetriebe mit fester oder verzögerter Umschaltung in Gehäusen aus Aluminium und GFK sowie mit oder ohne (oberflächengehärteter) Welle an.

Als antriebstechnische Alternativen bietet das Unternehmen die so genannte Wälzmutter sowie auch Zahnriemenantriebe mit biege- und torsionssteifen Aluminiumprofilen. Die Wälzmutter ist konstruktiv eng verwandt mit dem Rollringgetriebe. Denn auch dabei handelt es sich um ein Kraftschlussgetriebe, das die Rotation einer glatten Welle in eine Hubbewegung umsetzt. Zwar lässt sich die Wälzmutter zum Vorpositionieren auf der Welle freischalten (so wie das Rollringgetriebe), sie hat aber im Gegensatz zum Rollringgetriebe keine veränderbare Steigung – ihre Vorschub-Geschwindigkeit und Laufrichtung lässt sich also nur über den Wellenantrieb regeln.

Bewegung verhindern

Zu den jüngsten Produkten im Sortiment des norddeutschen Zulieferers gehören zwei Spannsysteme, die – wie sollte es anders sein – für die Anwendung auf glatten Wellen maßgeschneidert sind. Sehr vielseitig einsetzbar ist dabei das Uhing-Easylock, ein Schnellspannsystem für Rollen, Spulen und statische Anwendungen. Es lässt sich mit einer Hand auf die Welle (bis zu 40 mm Durchmesser) schieben und arretieren. Wo immer radiale oder axiale Bewegungen auf einer glatten Welle sicher vermieden werden sollen, ist Easylock ein zuverlässiger Helfer. Auch sein kleiner und preiswerter Bruder namens U-Clip erfreut sich inzwischen großer Beliebtheit als unkomplizierte Lösung zum Fixieren von Bauteilen auf Wellen, zum Klemmen von Rohren oder auch als Schnellverstellung von Materialführungen. Michael Stöcker

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