Drehmomentkugelbuchsen und -wellen

Immer auf Abstand bleiben

Ein Kettenumlaufsystem, das Werkstücke getaktet und lageorientiert dem Bearbeitungszentrum zu- und abführt, soll Komponenten unterschiedlicher Größen transportieren können. Dazu lässt sich über eine Verstelleinheit der Abstand zwischen den beiden Profilsträngen, auf denen die Bauteile liegen, verändern. Drehmomentkugelbuchsen und -wellen von Dr. Tretter ermöglichen diese Anpassung parallel und leichtgängig.

Das Taktkettenumlaufsystem TKU 2040 mit Verstelleinheit für eine flexible Breiteneinstellung. (Bilder: Dr. Tretter)

„Was uns so wettbewerbsfähig macht?“ Sabine Eßer überlegt nicht lange: „Mit den Modulen und Komponenten der Profil- und Fördertechnik erfüllen wir nahezu alle Anforderungen unserer Kunden. In der Fördertechnik liefern wir zum Beispiel die komplette Verkettung bis zur Bearbeitungsmaschine, und das in einer hohen Qualität – trotz des Preisdrucks, der in der Branche herrscht.“ Die Expertin für Automatisierung ist Gruppenleiterin bei Maschinenbau Kitz.

Das Unternehmen im nordrhein-westfälischen Troisdorf agiert als Stammhaus der mk Technology Group, zu der unter anderem Niederlassungen in Gera, in Spanien, den Niederlanden, Österreich, der Schweiz und den USA gehören. Von den 460 Mitarbeitern der Unternehmensgruppe sind allein 264 in Troisdorf beschäftigt. Die Fördersysteme kommen beispielsweise für den innerbetrieblichen Transport in der Automobilfertigung, im Maschinenbau, in der Elektrotechnik und in der Lebensmittel-, Pharma- oder Verpackungsindustrie zum Einsatz. Am Standort Troisdorf werden die Anlagen montiert und in Betrieb genommen. Neben der eigenen Fertigung spielen Zulieferer für den Maschinenbauer eine wichtige Rolle. „Bei unseren Partnern legen wir sehr viel Wert auf Zuverlässigkeit, Preis, Termintreue und eine rasche Lieferung“, beschreibt Eßer. Zu den ausgewählten Anbietern zählt Dr. Tretter aus dem schwäbischen Rechberghausen. „Uns überzeugt insbesondere die hohe Qualität der Komponenten. Dazu gehören unter anderem die leistungsstarken Drehmomentkugelbuchsen und -wellen“, sagt die Gruppenleiterin.

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Lösungen aus dem Baukasten

„Mit dem umfangreichen Baukastensystem aus Profil- und Fördertechnik können wir unsere Standardlösungen kundenspezifisch anpassen“, sagt Eßer. Im Jahr fertigt der Maschinenbauer etwa 4.000 bis 6.000 Funktionsmodule, die Exportquote liegt bei knapp 20 Prozent. Zu den neuesten Entwicklungen gehört das Kettenumlaufsystem TKU 2040. Der Kettenförderer eignet sich insbesondere für die Werkzeugmaschinen- und Kunst- stoffindustrie sowie für den Automotive-Sektor. Im Einsatz versorgen zum Beispiel eine Handhabungseinheit, ein Roboter oder ein Mitarbeiter das Kettenumlaufsystem mit den Werkstücken. Der Förderer führt diese definiert und lageorientiert dem Bearbeitungszentrum zu oder ab. „Die Taktung erfolgt nach einem festen Zyklus, den der Anwender individuell konfigurieren kann“, erläutert Eßer. „Für diese Lösung liefern wir auch die feste Verkettung zu den verschiedenen Bearbeitungsstationen.“

Der Bandkörper besteht aus zwei Kettenförderern – den Profilsträngen. Dazu kommen Gleitführungen für die Zweifach-Rollenkette als Transportmedium. Als Werkstückaufnahmen lassen sich Prismen aus Kunststoff, aus Messing oder Werkstückträger an der Transportkette befestigen. Über Räder in der Umlenkung wird diese sicher geführt. „Wichtig an dieser Anlage ist, dass der Anwender Werkstücke mit unterschiedlicher Größe fördern kann“, beschreibt Eßer. Dazu haben die Konstrukteure den Bandkörper auf eine Verstelleinheit aufgeschraubt.

Beim Transport von Gasdruckfedern werden diese auf prismenförmigen Werkstückaufnahmen aus POM gelagert.

Steht ein Bauteilwechsel an, kann ein Mitarbeiter sowohl manuell als auch automatisch den Profilstrang bewegen und über ein Handrad den Abstand entsprechend verändern. Die konstruktive Herausforderung besteht darin, dass beide Profilstränge miteinander gekoppelt sind. Daher treibt der Motor nicht nur den einen Strang an, sondern auch den anderen. „Damit ist eine parallele Verstellung auf der Welle unbedingt erforderlich“, erklärt Eßer. „Verkantet der zu verschiebende Strang, ist ein reibungsloser Ablauf nicht mehr sichergestellt, zudem kommt es zu erheblichem Verschleiß.“

Für die Verstellbewegung kamen in vergleichbaren Anlagen in der Vergangenheit Vielkeilwellen oder Wellen mit langen Passfedernuten zum Einsatz. „Wir hatten vor der Auslieferung natürlich jede Anlage entsprechend eingestellt und auf ihre Funktion geprüft“, sagt Eßer. „Doch durch den Transport auf den Ladeflächen der Lkw konnten sich Einstellungen lösen, im Einsatz beim Kunden funktionierten die Verstelleinheiten dann oft nicht mehr. Es kam immer wieder zu Reklamationen.“

Kompakte und hochwertige Maschinenelemente

Auf der Suche nach einer Lösung für die neuen Kettenumlaufsysteme stießen die Maschinenbauer auf die Drehmomentkugelbuchsen von Dr. Tretter. Sie sind in den Umlenkrollen eingebaut und übertragen das Antriebsmoment auf den Profilstrang. „Diese hochpräzisen Längsführungssysteme zur Drehmomentübertragung ermöglichen in jeder Posi-tion eine reibungslose parallele Verstellung der Profilstränge, ohne dass sie sich verkanten. Dafür sorgt das Wälzelement Kugel“, erläutert Detlef Stracke. Er ist Außendienstmitarbeiter für Dr. Tretter und betreute Maschinenbau Kitz auch bei diesem Projekt.

Die Drehmomentkugelbuchse erfährt nur eine Querkraft. Bei der Übertragung erfüllen die Buchsen die Funktion einer Vielkeilwelle. Das Besondere ist, dass durch das Wälzelement kein Stick-Slip-Effekt auftritt. Die Translationsbewegung erfolgt nahezu ruckfrei. Bei den Drehmomentkugelbuchsen läuft die Kugel in eingeschliffenen Nuten. Damit sind diese Maschinenelemente deutlich verschleißfreier als Keilwellen. Das liegt an der Geometrie der berührenden Körper. Die konkav geformte Kreisbogenlaufrille schmiegt sich an die konvexe Kugel eng an. Die Ingenieure von Maschinenbau Kitz haben mit den Drehmomentkugelbuchsen außerdem den Vorteil, sehr kompakte Konstruktionen realisieren zu können.

„Auch wenn die Maschinenelemente etwas teurer sind, am Ende erhalten wir die preiswertere Lösung“, resümiert Eßer. „Benötigen wir Komponenten wie die Drehmomentkugelbuchsen, schicken wir einfach die Zeichnung mit den jeweiligen Maßen zu Dr. Tretter. Wir bekommen dann das komplette Bauteil mit der passenden Welle und müssen dieses nur noch einbauen.“ am

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