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antriebstechnik 4/2016

antriebstechnik 4/2016

Eine zündende Idee

Eine zündende Idee umgesetzt Aluminium-Steilgewindetrieb mit Sonderprofil-Durchmesser für Schiebetürsysteme Ursula Schädeli Das Ziel des technischen Fortschritts besteht nicht nur darin, mehr erreichen zu wollen, sondern mit neuen Technologien und Verfahren zukünftig vieles besser machen zu können. Neuste Techniken oder Werkstoffe befruchten die Mechanik und formulieren die Anforderungen an diese laufend neu. Lesen Sie mehr über eine Weiterentwicklung für Schiebetürsysteme. Ursula Schädeli ist tätig im Marketing bei Eichenberger Gewinde AG in Burg (CH) Die Mechanik ist eine lebendige Wissenschaft. Die darin liegenden Chancen setzt der Gewindespezialist Eichenberger Gewinde um und es gelang ihm, sich in der Nische Antriebstechnik mit seinen gerollten Gewindetrieben zu etablieren. Das Potential der Leichtbauweise mit Aluminium ist auch bei einfachen Bewegungselementen unverkennbar – kombiniert mit einer speziellen Gewindeform wird die kaltverformte Alu-Gewindespindel zur mechanischen Antriebskomponente, wie es z. B. bei Fahrzeugtürsystemen der Fall ist. Ein Gewinderückblick Betrachtet der Normalverbraucher eine Spindel und eine Mutter, so stellt er sich wahrscheinlich zuerst ein typisches Befestigungselement vor. Grundsätzlich gibt es aber zwei mechanische Bereiche, für die ein Gewinde eingesetzt wird: Befestigung und Bewegung. Die Erfindung der Gewindespindel wird dem griechischen Universalgelehrten Archimedes (287 – 212 v. Chr.) zugeschrieben. Laut Plinius kam ab dem 3. Jahrzehnt v. Chr. eine wichtige Anwendung der Bewegungsschraube auf. Römische Weinpressen funktionierten mit Spindeln aus Eichenholz mit beeindruckenden Durchmessern. Um den nötigen Wirkungsgrad zu erreichen, mussten riesige Holzstämme mit einer Gleitgewindespindel hoch geschraubt werden, damit die einge- füllte Maische im Presskorb unter Druck gesetzt werden konnte. Mit dem Wandel der Zeit veränderten und erhöhten sich auch die Anforderungen an die mechanischen Bewegungselemente, sprich Gewindetriebe. Denn überall dort, wo eine Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung – oder umgekehrt – umgesetzt werden muss, sind sie im Einsatz, auf allen Branchenebenen, selbst nach 2 300 Jahren Technikgeschichte. Wenn es um die Mobilität geht, vertrauen Milliarden von Menschen im öffentlichen Verkehr auf die Verlässlichkeit der Schienen- und Nutzfahrzeuge. Bei zukunftsfähigen Mobilitätskonzepten spielen Energieeffizienz, Ressourcenschonung, Lärm- und Schadstoffreduktion eine große Rolle. In der gegenwärtigen Materialforschung bestimmen „preiswerter, leichter, fester“ aber auch die wesentlichen Trends. Gewichtseinsparungen, CO 2 -Emissionen und Kraftstoffverbrauch können durch Leichtmetall gesenkt werden, größere Reichweiten sind realisierbar. Aluminium bietet Leichtgewicht bei gleichbleibender Stabilität, hoher Belastbarkeit und Bearbeitbarkeit, was die Konstrukteure bei Eichenberger beeindruckt. Herzstück Türantrieb Bei den Einstiegssystemen von Fahrzeugen aller Art, seien es Omnibusse, Reisecars, Feuerwehr- oder Rettungsfahrzeuge, Metro- und Pendelzüge, Straßenbahnen oder Hochgeschwindigkeitszüge, kann es oftmals zu Verzögerungen und unvorhergesehenen Zwi schenfällen kommen. Deshalb hat die Beschaffenheit der automatischen Schiebetürsysteme einen entscheidenden Einfluss auf die Sicherheit und den Komfort der Reisenden sowie auf die Wirtschaftlichkeit. Hochgeschwindigkeitszüge erreichen Geschwindigkeiten von über 300 km/h. Die wirkenden Kräfte in Bezug auf Luftwiderstand und Verschleiß spielen keine unbedeutende Rolle. Der Widerstand zum Beispiel wächst im Quadrat der Geschwindigkeit. Wenn sich also die Geschwindigkeit verdoppelt, vervierfacht sich der Luftwiderstand. Das Herzstück dieser Türsysteme bildet der Linear antrieb. Das Ziel der Konstrukteure aus CH-Burg bestand darin, eine kostengünstigere Lösung für die Bewegungsaufgaben im Inneren dieser Antriebseinheiten zu entwickeln. Unter engsten Platzverhältnissen müssen große Kraftanstrengung, Robustheit, Präzision und Verlässlichkeit garantiert werden. Die Türen sollen sich leicht und schnell verschieben lassen. Im Falle eines Stromausfalls darf das Spindel-Mutter-System keine Selbsthemmung aufweisen. Es ist erforderlich, dass eine Notöffnung jederzeit manuell ausgeführt werden kann. So gelang es Eichenberger, den kaltgerollten Aluminium-Steilgewindetrieb mit Sonderprofil Durchmesser 20 mm, Steigung 80 mm zu entwickeln. 44 antriebstechnik 4/2016

HANNOVER MESSE 2016 01 Steilgewindespindel aus Aluminium, ø 20 mm / Steigung 80 mm Nur wenn die verschiedenen Komponenten, wie Rohmaterial / Legierung, Kaltumformung, Gewinderollwerkzeuge in perfektem Einklang stehen, kann der Materialfluss für ein hohes Steigverhältnis von 80 mm optimal verlaufen. Das Schweizer Unternehmen ist in der Lage Entwicklung, Produktion und Qualitätssicherung aus einer Hand anzubieten, so ist die Beweglichkeit im Fertigungsprozess oder bei der Prototypen-Erstellung – inklusive Gewinderollwerkzeuge – hoch. Im vorliegenden Fall handelt es sich um eine Weiterentwicklung der Spindeln, die bereits in Schiebetüranwendungen eingesetzt werden. Die durch das Gewindewalzen bereits massiv verfestigten Alu-Gewinde erhalten durch die weitere Veredelung der Außenschicht, bzw. der Harteloxierung, eine noch widerstandsfähigere Oberfläche. Die Folgen sind zusätzliche Reibwertverminderung und gute Gleiteigenschaften. Diese Werte und der Schutz gegen Korrosion sind maßgeblich verantwortlich für eine lange Lebensdauer. Das dynamische Verhältnis der Steigung 80 mm und des Durchmessers 20 mm erlaubt eine hohe Verfahrgeschwindigkeit. Um eine so hohe Mutterngeschwindigkeit zu erreichen, müsste eine eingängige Norm- Trapezspindel mit Ø 20 mm über 16 Mal schneller drehen. Darüber hinaus beeinflussen die niedrigen Drehzahlen den Verschleiß und die Geräuschbildung positiv. www.gewinde.ch 02 Eine wegweisende Lösung: Steilgewindespindel aus Aluminium, Ø 16 mm / Steigung 90 m, linksgängig Lange Lebensdauer garantiert Die neuartige Kombination der hartanodisierten Aluminium-Steilgewindespindel 20/80 und der Kunststoffmutter (Mutternwerkstoff je nach Anwendungsfall), ist so konzipiert, dass eine Herstellung der Spindel im Fertigungsverfahren Kaltumformung möglich ist. Durch das Verfahren des Gewinderollens ergeben sich Vorteile in Bezug auf die Verfestigung, die Rauheitswerte und die Kerbempfindlichkeit. Mit dem Sonderprofil des Gewindes findet eine komplett andere Abstützung statt. Das Kippmoment wird über den Außendurchmesser der Spindel aufgefangen, was für einen reibungslosen Betrieb sorgt und ein Verklemmen verhindert.

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