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AntriebseinheitenKein Ausfall erlaubt

Schneckengetriebemotor
Beim Antrieb vertraut Anlagenbauer Evans auf Nord Drivesystems, die zuverlässige und wartungsfreundliche Antriebseinheiten mit ebenfalls anwendungsspezifisch passenden Ausstattungsoptionen konfigurieren.
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LineartechnikPrinzipiell geradeaus

Viel innovative Bewegung zu beobachten ist auf dem Gebiet der Linear- technik. Zumal es in Maschinenbau und Automation wohl kaum einen Anwendungsbereich geben dürfte, der ganz und gar ohne Linearsysteme auskommt. SCOPE-Redakteur Michael Stöcker hat sich für seine Story bei den Herstellern nach übergreifenden Trends in der Lineartechnik erkundigt.

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Lineartechnik: Prinzipiell geradeaus

Gehört sie zur Automatisierung? Oder vielleicht zur Mechatronik? Oder eher in die Handhabungstechnik? Allein das Auge des Betrachters (oder Anwenders) entscheidet, wohin und wie er die Lineartechnik einordnet. Die allgemeine Lehrmeinung sieht sie jedenfalls als Teildisziplin der Antriebstechnik, mit der besonderen Aufgabe, ein translatives Hin und Her und Auf und Ab und Vor und Zurück – kurzum geradlinige, gleichgerichtete Bewegungen – zu vollziehen.

Moderne Lineartechnik positioniert heute Bauteile, führt Präzsisonswerkzeuge, bestückt Paletten, fördert Pakete, verfährt Schwerlast-Komponenten, füllt Pipetten ab, handhabt Greifer, öffnet Tore, montiert Baugruppen und, und, und... Über die spannende Frage, wie all das nun am besten zu bewerkstelligen sei, brüten weltweit Heerscharen kluger Köpfe. Wie die Verfahrgeschwindigkeit steigern? Wie die Tragfähigkeit weiter erhöhen? Wie die Präzision verbessern? Fragen dieser Art sind allerdings seit jeher die Brot-und-Butter-Basics der Konstrukteure und Produktentwickler. Zusätzlich gibt es aber immer wieder übergreifende Trends aus ganz verschiedenen Richtungen, die ihre Arbeit maßgeblich beeinflussen.

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Oft Reaktion auf technische Entwicklungen

Wer dieses Marktsegment längere Zeit beobachtet, erkennt bald, dass die Lineartechnik eher selten selbst in der Rolle des Trendsetters auftritt; viel häufiger ist sie eine Reaktion auf technologische Entwicklungen. Augenfällig wird dieses Wechselspiel etwa am Beispiel von Miniaturisierung und Energieeffizienz: Wo nämlich winzige Baugruppen zu montieren sind, müssen auch die Linearsysteme schlanker, kleiner (und präziser) ausfallen. Und wenn die produzierenden Betriebe gezwungen sind, ihre Energiekosten zu senken, dann muss auch die Lineartechnik leichter und sparsamer sein.

Auf der Suche nach solchen richtungsweisenden Einflussfaktoren haben wir von der Redaktion aus in den letzten Wochen eine Reihe von Herstellern danach befragt, an welchen Maßstäben sich ihre Entwicklungsarbeit und ihre aktuelle Produktpalette derzeit orientieren.

Würden wir sämtliche Ergebnisse unserer (keineswegs repräsentativen) Umfrage in einen Shaker gießen, schütteln und durch einen gefilterten Trichter drücken, so erhielten wir ein blendend klares Bild des idealtypischen Linearsystems von heute: Eine preisgünstige, völlig wartungsfreie, anpassungsfähige aber einbaufertige Komplettlösung, die geradezu perfekt auf den konkreten Anwendungsfall abgestimmt ist und die für nahezu unbegrenzte Betriebsdauer selbst bei höchster Belastung sowohl schnell als auch hochgenau und – selbstverständlich – energieeffizient arbeitet. Als hätten wir es nicht vorher gewusst … :-).

Solch eine universelle All-Inclusive-Sorglos-Lösung gibt es freilich nicht. Dazu ist das Einsatzgebiet für Linearsysteme viel zu groß, zu heterogen und auch zu dynamisch. Dennoch: Es lehrt mitunter Staunen, wie nahe mancher Hersteller diesem Wunschbild doch kommt. Allein durch die Entwicklung von Modul- oder Baukasten-Systemen sind recht viele Anbieter inzwischen in der Lage, eine große Anzahl möglicher Anwendungsfälle abzudecken.
Über allem schwebt dabei die Glücksbotschaft von der „Komplettlösung aus einer Hand“. Weil allerdings weder heiliggesprochen noch gesetzlich geschützt, bleibt der Begriff „Komplettlösung“ reine Ansichtssache. Die Folge: Während der eine Hersteller eine lineartechnische Baugruppe aus Führungsprofil (z.B. Stahl, Alu), Antriebseinheit (z.B. Gewindetrieb, Zahnriemen), Verfahrkomponente (z.B. Wagen, Schlitten) und Verbindungselementen (z.B. Feder/Nut, Schrauben, Kupplungen, Adapter) bereits als „komplett“ betrachtet, stecken andere die Grenzen erheblich weiter und schließen Motoren, Steuerungen, Programmierung, Elektrotechnik und das gesamte Projektmanagement mit ein.

Zu den größten Anbietern kompletter mechatronischer Aktuatoren und sogar vollständiger lineratechnischer Systemlösungen darf man Global Player wie Bosch Rexroth, Schaeffler (FAG) und auch SKF zählen. Aber auch bei vielen anderen (kleineren) Herstellern ist der Ehrgeiz unschwer zu erkennen, sich Schritt für Schritt zum lineartechnischen Komplettanbieter zu entwickeln, der dem Kunden schlussendlich sämtliche Komponenten für die Realisierung mehrachsiger Systemlösungen für Aufgaben in Montage, Produktion und, und, und bieten kann. Stellvertretend dafür sind Unternehmen wie Minitec, Item, Rodriguez, Rollon, Igus und RK Rose + Krieger – um nur einige zu nennen.

Viele Hersteller mit unterschiedlichen Wurzeln

Ein Blick hinter die Kulissen zeigt, dass viele dieser Hersteller ganz unterschiedliche Wurzeln haben. Die technische Heimat von Minitec ist ein Profilsystem, auf dem das Unternehmen in den letzten Jahren mit Bravour verstanden hat, einen leistungsfähigen Lineartechnik-Baukasten aufzusetzen. Daraus entstehen inzwischen vollständige Förder- und Montageanlagen. Rodriguez mag vielen Konstrukteuren als Spezialist für hochpräzise Dünnring-Wälzlager bekannt sein, bietet aber ebenfalls ein mittlerweile stattliches Lineartechnik-Sortiment inklusive Motoren und Steuerungen. RK Rose + Krieger stieg in den 1970er-Jahren mit Rohrverbindern und einfachen Profilen in den Markt ein und zählt heute auch zu jenen Herstellern, die mit einem Systembaukasten komplexe lineartechnische Aufgaben lösen können. Hersteller Igus wiederrum hat einen exzellenten Ruf als Hersteller von Gleit- und Wälzlagern aus Kunststoff und gründet darauf (unter anderem) ein immer weiter ausgreifendes Programm an einbaufertigen lineartechnischen Modulen und Einheiten.
Der Trend vieler Hersteller, immer umfangreichere Baukästen anzubieten, ist aber nicht allein aus dem Bestreben geboren, intelligente Komplettlösungen anzubieten. Er ist auch eine Konsequenz des wachsenden Kundenwunschs nach maßgeschneiderten und optimal auf die eigene Bedarfslage abgestimmten Systemen. Bereits Linearführungen etwa „möchten der Kunde immer weniger von der Stange haben, sondern perfekt an seine Anforderungen angepasst. Unser Linearführungs-Baukasten deckt daher individuelle Anforderungen ab – für einzelne Einheiten, Kleinserien oder Großaufträge“, sagt Stefan Niermann, der bei Igus den Geschäftsbereich Drylin-Lineartechnik leitet. Jörg Schulden, Produktmanager Lineartechnik bei Rodriguez sieht es ähnlich: „Die Tendenz geht eindeutig hin zu einbaufertigen Komplettlösungen, wobei die Verantwortung von Kundenseite zunehmend ausgelagert wird. Daher ist uns eine Positionierung als Gesamtanbieter für integrierte Systeme und Baugruppen sehr wichtig. Das Baukastenprinzip ermöglicht Lösungen, die kundenspezifischen Anforderungen entsprechen.“

Mehr oder weniger vollständige und umfangreiche Komplettlösungen aus dem Baukasten bestimmen daher die Zukunft der Lineartechnik. Weil aber jeder Anwender mit seiner lineartechnischen Anlage so unkompliziert und produktiv wie möglich montieren, prüfen, fördern oder verpacken will, haben die Hersteller ihre Konstrukteure zugleich auf die Entwicklung wartungsfreier – oder möglichst wartungsarmer – Modul- und Systemlösungen eingeschworen: „Wartungsfreiheit oder zumindest sehr lange Wartungsintervalle bleiben das Ziel vieler Anwendungen. Dabei geht es natürlich darum, Wartungskosten und Ausfallzeiten zu reduzieren“, sagt Rollon-Geschäftsführer Rüdiger Knevels.

Auch Stefan Niermann von Igus bestätigt: „Das Stichwort ist `Einbauen und Vergessen´. Von vielen Linearsystemen wird Wartungsfreiheit über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage gefordert. Das liegt auch daran, dass die zunehmende Automatisierung oft Lösungen für industrieferne Bereiche verlangt, die wartungsfrei sein müssen, weil Wartungspersonal fehlt. Ein Beispiel dafür sind Getränkeautomaten oder andere Alltagsanwendungen, die einfache lineare Bewegungen erfordern. Darüber hinaus sind in Lebensmittelindustrie, Elektronikfertigung und Medizintechnik strenge Hygienestandards oder Reinraum-Bedingungen Pflicht. Geschmierte Linearsysteme können diese häufig nicht erfüllen.“

Wartungfrei heißt schmiermittelfrei

Im Grunde genommen spricht Niermann mit seinem Statement auch an, worum es bei dem Thema Wartungsfreiheit vor allem geht: Um die Schmiermittelfreiheit. Ein Hersteller wie Igus, der ja selbst mit viel Erfolg Komponenten aus gleitfähigen Kunststoffen verarbeitet, hat hier freilich einige Trümpfe in der Hand. Er hat sozusagen die Schmiermittelfreiheit per se als Kernkompetenz im eigenen Hause. Aber auch viele andere Unternehmen aus dem „metallischen Lager“ haben hier höchst interessante Lösungen zu bieten. Rollon-Geschäftsführer Knevels etwa berichtet: „Wir beschäftigen uns intensiv mit der Reduzierung von Wartungszeiten. Dazu zählen Beschichtungsmethoden, die Korrosion minimieren sowie spezielle Schmierstoffe und Nachschmiersysteme, die die Nachschmierintervalle verlängern. Unseren Kunden ein annähernd wartungsfreies Linearführungssystem zu liefern, ist unsere Anstrengung. Im Bereich unserer neuen Linearachsen werden bereits Profilschienen-Führungen mit integrierter Kugelkette und Nachschmier-Adaptern eingesetzt. Bei vielen Anwendungen können wir bereits von Langzeit-Wartungsfreiheit sprechen“.

Energieeffizienz fördert Innovationen

Ein weiterer Mega-Trend, den derzeit viele Hersteller als zielführend ansehen, ist die immer lauter hörbare Forderung nach höherer Energieeffizienz. Hier dürfen die Anwender in Zukunft mit allerei Innovationen und Innovatiönchen rechnen. Denn einige Entwickler denken in diesem Zusammenhang nicht nur an den Einsatz sparsamer(er) Elektromotoren, sondern auch an sehr reibungsarme Konstruktionen – wobei auch neue Erkenntnisse aus der Oberflächentechnik eine Rolle spielen. Aus dem gleichen Grund werden wir zukünftig auch immer mehr Leichtbau-Lösungen begegnen, die unter Verwendung gewichtssparender Werkstoffe entstehen. Wer hier aber nachbohrt, stößt leider rasch an eine Mauer des Schweigens. Bei solchen Fragen bleiben die Türen der Entwicklungsabteilungen derzeit fest verschlossen. Mal sehen, wie lange noch...

Das Zukunftspotenzial für lineartechnische Anwendungen in der Industrie ist groß. Verantwortlich dafür ist vor allem die weiter voranschreitende Automatisierung in Montagetechnik, Anlagenbau, Produktionstechnik, Logistik und vielen anderen Disziplinen und Industriezweigen. Weitere Innovations- und Wachstumsimpulse liefern darüber hinaus Boombranchen wie beispielsweise die Medizintechnik. Diese recht guten Aussichten haben in jüngster Zeit außerdem dazu geführt, dass inzwischen sogar einige namhafte Normteile-Zulieferer ihre Lineartechnik-Flagge immer höher hissen. Darunter durchaus klangvolle Namen wie Misumi, Norelem oder auch Ganther. Auch das ist eine spannende Entwicklung: Mancher Normteile-Lieferant rückt nämlich allein aufgrund seines großen Lineartechnik-Sortiments fast schon in die Nähe eines Komplettan... aaaber, das wird man abwarten müssen. Michael Stöcker

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