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antriebstechnik 12/2015

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LINEARTECHNIK Dem harten

LINEARTECHNIK Dem harten Kostendruck trotzen Sondermaschinenbauer setzt auf kompakte C-Schienenführungen in Horizontalbandsägen Die CNC-gesteuerte Profilschneidmaschine von Hema teilt Blockware aus Styropor, Hartschäumen oder Mineralwolle zu maßhaltigen Platten oder Formteilen auf Rainer Widmann Neue Maschinen und Anlagen sollen wartungsarm, in kürzester Zeit geliefert und dabei preiswerter als ihre Vorgänger sein, damit sich die Investition in kürzester Zeit amortisieren. Weil dabei die Qualität nicht auf der Strecke bleiben soll, setzt die Firma Hema auf einen Spezialist für Führungssysteme. Für lineare Bewegungen in Horizontalbandsägen bietet er Profilschienenführungen, die schnell verfügbar sind und die Montagezeiten verkürzen. Dr. Rainer Widmann ist in der Marketingabteilung bei der Dr. Tretter GmbH + Co. in Rechberghausen tätig „Die Aufteilung von Blockware z. B. aus Styropor, Hartschäumen oder Mineralwolle zu maßhaltigen Platten erfordert ein ganz besonderes Maschinenkonzept“, erklärt Gustav Breitling. Der Konstruktionsleiter des Maschinenbauunternehmens Heermann Maschinenbau GmbH (Hema) aus Frickenhausen zeigt in der Montagehalle auf eine Bandsägemaschine, die sich gerade im Aufbau befindet. Das Sägeaggregat muss so ausgelegt sein, dass es enorme Werkzeugspannkräfte absolut verwindungsfrei aufnehmen kann, um optimale Schnittoberflächen bei geringen Toleranzen zu erzielen. Das schwäbische Familienunternehmen entwickelt Bandsägen und Schneidsysteme für nahezu alle Werkstoffe und Anwendungen, wobei das Produktspektrum von manuellen Anlagen bis zu verketteten Sägelinien und CNC-gesteuerten Maschinen reicht. „In den vergangenen Jahren sind jedoch die Herausforderungen, denen wir uns am Markt stellen müssen, stetig gewachsen“, resümiert Breitling nicht ohne Sorge. Die Qualität, die gefordert wird, sei nach wie vor sehr hoch, doch dafür würden insbesondere die Lieferzeiten immer kürzer − in der Regel 16 Wochen oder weniger. „Zu unseren Kunden gehören viele kleine und mittelständische Unternehmen, die natürlich auch scharf kalkulieren müssen“, weiß Breitling. Dazu kommt, dass die Anwender oft nicht wissen, wie lange sie die angeforderte Maschine im Einsatz haben werden, ob es danach Folgeaufträge gibt oder ob vergleichbare Anwendungen zu erwarten sind. Deshalb sollten sich die Maschinen in kurzer Zeit amortisiert haben. Da viele Anwender in der Regel auch auf eine vorbeugende Wartung verzichten, müssen die verwendeten Bauteile und Komponenten robust und wartungsarm aufgebaut sein, was die Preisbildung nicht unbedingt vereinfacht. „Die Stellschraube, an der wir drehen können, ist in erster Linie die Konstruktion. Denn diese bestimmt zu etwa 70 % den Verkaufspreis“, berichtet Breitling. Vertrauensvolle Zusammenarbeit Wie wichtig Vertrauen für das Unternehmen ist, zeigt die Auswahl der Geschäftspartner. Dazu gehören ausgewählte und über Jahre bewährte Zulieferer. „Für unsere maß ge schneiderten Anlagen benötigen wir Komponenten, die genau die Anforderungen erfüllen und gleichzeitig zu einem guten Preis erhältlich sind“, sagt Breitling. Um z. B. die Linearbewegungen in den Bandsägemaschinen auszuführen, setzten die Schwaben noch vor Jahren auf hochpreisige Führungssysteme eines japanischen Herstellers. Um dem steigenden Kostendruck entgegen zu wirken, nutzt Hema nun für diese Aufgaben effiziente Lösungen von Dr. Erich Tretter GmbH + Co. „Wir setzen auf die C-Profilschienenführungen“, erläutert Gustav Breitling. Diese 32 antriebstechnik 12/2015

LINEARTECHNIK Längsführungen sind kompakt, steif und äußerst tragfähig. Weil sie dazu noch präzise und leichtgängig sind, eignen sie sich besonders für diese Anwendung. Die C- Führungen sind robust und überzeugten Hema vor allem durch das gute Preis-Leistungs-Verhältnis. „Der Preis ist sicherlich ein wichtiges Kriterium, aber es zählen natürlich auch Qualität und Zuverlässigkeit“, weiß der Konstruktionsleiter. Wichtig seien auch Termintreue und vor allem Vertrauen. Dazu kommt, dass Dr. Tretter nicht nur liefert, sondern in der Phase der Produktauswahl als Partner mit im Boot sitzt. Wirtschaftliche Lösung Profilschienenführungen eignen sich für alle Arten von Linearbewegungen, bei denen höhere Geschwindigkeiten und Beschleunigungen gefordert sind. Als Wälzkörper dienen Kugeln oder Rollen, die zwischen Führungsschiene und Führungswagen auf gehärteten Bahnen laufen. Sie werden geführt, umgelenkt und durch den Rücklauf in die Laufbahn zurückgeführt. Dieser Umlauf ermöglicht eine Führung mit unbegrenztem Hub. Führungswagen und -schienen sind in Genauigkeitsklassen eingeteilt. Diese fassen die Höhen- und die Seitengenauigkeit, die Parallelität sowie das Laufverhalten einer Führung zusammen. „Wir können somit für jede Aufgabenstellung die passende Lösung wählen“, freut sich Konstruktionsleiter Breitling. Belastbar sind die Systeme in radialer, gegenradialer und tangentialer Richtung. Damit laufen sie auch unter hoher Belastung leicht und präzise. Unterschieden werden sie u. a. in der Anordnung der Laufrillen. Sind diese unter 4 x 45 ° angeordnet, lassen sie sich in jeder Richtung auf Druck, Zug und Seitenkraft gleich belasten. „Damit ist die Einbaulage nicht relevant, was für uns Konstrukteure eine erhebliche Erleichterung darstellt“, erläutert Breitling. Es sind aber auch auf Druck optimierte Führungen erhältlich, bei denen die beiden oberen Laufrillen unter 90 ° zur Horizontalen stehen. Je nach Anforderung gibt es dazwischen noch weitere Anordnungen. Ein anderer Unterscheidungspunkt ist der Verlauf der Kraft-Wirk-Linien durch die Berührungspunkte. Hier steht eine X- oder O-Anordnung der Laufbahnen zur Auswahl. Profilschienenführungen in O-Anordnung weisen analog zur Wälzlagertechnik eine deutlich höhere Steifigkeit und größere Momentbelastbarkeit auf. Profilschienenführungen in X-Anordnung sind weniger steif wegen des kürzeren Hebelarms. Dadurch lassen sich Schiefstellungen wie Geometrie- und Maßfehler in der Umgebungskonstruktion sowie Montagefehler in Mehrachssystemen besser aufnehmen. Unterschiedliche Laufrillengeometrien In den Führungssystemen können die Laufrillen in ihrer Geometrie unterschieden werden. Die Kreisbogenlaufrille schmiegt sich eng an die Kugel an. Damit ist der Radius der Laufrille nur geringfügig größer als der der Kugel. Das wird auch Zweipunktkontakt genannt, weil die Kugel sowohl die Laufrille der Schiene als auch die Laufrille des Wagens je einmal berührt. Die andere Variante ist die sogenannte gotische Laufrille. Diese setzt sich aus zwei Kreisbogenrillen mit unterschiedlichen Mittelpunkten zusammen. Dadurch entsteht quasi ein gotisches Spitzbogenprofil. Dieses schmiegt sich ebenfalls an die Kugel an, allerdings nicht so eng wie die Kreisbogenlaufrille. Bei diesem sogenannten Vierpunktkontakt berührt die Kugel zweimal die Laufrille der Schiene und zweimal die Laufrille des Wagens. Benötigt der Konstrukteur z. B. eine Lösung mit sehr hoher Steifigkeit und Genauigkeit, empfehlen sich Rollen als Wälzkörper, weil diese steifer sind als Kugeln. Da ist die Rollenumlaufführung in O-Anordnung die erste Wahl. Sie erfordert allerdings auch hohe Bearbeitungsgenauigkeit des Einbauraums sowie einen erhöhten Ausrichte- und Montageaufwand. Ist dagegen eine leichtgängige Bewegung zwischen zwei Punkten gefordert und sollen gleichzeitig Kosten für die Bearbeitung der Flächen und bei der Montage eingespart werden, eignen sich Kugelumlaufführungen mit Zweipunktkontakt und X-Anordnung am besten. Denn sie lassen auch große Fehler bei Mehrschienensystemen im Einbauraum zu − für diese Variante hat sich Hema bei den Bandsägeautomaten entschieden. Weniger Montageaufwand senkt die Kosten „In bestimmten Bereichen benötigen wir in der Regel Führungen, die ganz bewusst nicht zu hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Umgebungskonstruktion stellen“, erklärt Breitling. „Das Aluminiumprofil z. B. ist von Haus aus verwunden und die C-Schienenführung kann sich den Gegebenheiten in einem gewissen Rahmen anpassen und so Ungenauigkeiten ausgleichen.“ Somit ist es entsprechend den Anforderungen möglich, auf eine teure und zeitintensiv zu bearbeitende Schweißbaugruppe zu verzichten. 01 Auch für die Linearbewegungen an manuellen Maschinen kommen die C-Profilschienenführungen zum Einsatz 02 Diese Längsführungssysteme sind kompakt, steif und äußerst tragfähig Die C-Schienenführung ist mit einem Kunststoffröhrchen ausgestattet, das die Rückführzone auskleidet. Dieses Röhrchen ist zusammen mit der Umlenkzone in einem Stück gefertigt. Damit werden die Kugeln in der Umlenkung genau geführt und haben in der Rückführzone keinen metallischen Kontakt mit dem Wagen. Dies führt zu einer deutlich geringeren Geräuschemission und ergibt ein fühlbar besseres Laufverhalten. „Durch den Zweipunktkontakt unter X-Anordnung und unter 45 ° spielt die Einbaulage keine Rolle und kann damit Fehler am besten ausgleichen“, berichtet Breitling. „Mit dieser Linearführung können wir die Arbeitsschritte verringern, die wir für den Aufbau von Maschinen und Anlagen aufwenden.“ Zusätzlich senken sie die Arbeitskosten, da Montage und Ausrichtung nicht sehr zeitaufwendig sind. Wird eine hohe Laufgenauigkeit nicht unbedingt gefordert, können die Linearführungen direkt auf die grob bearbeitete Fläche, oder sogar auf handelsübliche Aluminiumprofile montiert werden. Dort, wo normalerweise ein Planschliff erforderlich ist, reicht einfaches Fräsen, manchmal ist sogar gar keine Zu satz be arbeitung erforderlich. Damit sparen die schwäbischen Maschinenbauer Arbeitsschritte und Kosten. www.tretter.de antriebstechnik 12/2015 33

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