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antriebstechnik 9/2016

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LINEARTECHNIK Läuft wie

LINEARTECHNIK Läuft wie geschmiert – auch ohne Schmierung Thermoplastische Zahnstangen bieten neue Möglichkeiten für Positioniersysteme David Hein Die Technologie thermoplastischer Zahnstangen kann jetzt auch in staubigen Umgebungen, in der Lebensmittelindustrie, in Außenanwendungen und in vielen anderen Bereichen eingesetzt werden, in denen alternative Metallantriebe bisher problematisch waren. Lesen Sie mehr über die Technologie im Einsatz. David Hein, Vice President of Engineering, Nexen Group Bei Ritzel-Zahnstangen-Systemen handelt es sich um Linearantriebe, die in vielen linearen Positioniersystemen unentbehrlich sind. Die neueste Generation der Ritzel-Zahnstangen-Systeme von Nexen bietet jetzt neue Anwendungsmöglich keiten für Positioniersysteme. Denn die Zahnstange des Typs Versa Rack besteht aus Thermoplast. Dieser Werkstoff ist korrosionsbeständig, leicht, verträgt Spritzwasser und macht eine Schmierung überflüssig. 01 Portalfräse zur spanabhebenden Bearbeitung von Holz, hier bei der Herstellung eines Gitarrenkörpers Ritzel-Zahnstangen-Systeme aus Stahl sind ideal für saubere Betriebsumgebungen. Bei Kontakt mit aggressiven Flüssigkeiten, im Außenbereich oder in Anwendungen, bei denen Abspülungen erforderlich sind, haben Linearantriebe aus Metall meist eine kürzere Lebensdauer. Zahnstangen aus Edelstahl sind zwar korrosionsbeständiger, aber meist auch recht teuer. Die meisten Ritzel-Zahnstangen-Systeme erfordern außerdem eine Schmierung und sind deshalb nicht für schmutzige Umgebungen oder Anwendungen geeignet, bei denen viel Staub und Späne erzeugt werden, wie etwa bei der Holz- oder Glasfaserbearbeitung. Thermoplastische Zahnstangen dagegen sind langlebig und wartungsarm. Mit ihrer mittleren Genauigkeit und Traglast stellen sie eine kostengünstige Alternative zu herkömmlichen Zahnstangen aus Metall dar. Sie sind aus einem selbstschmierenden Polymer hergestellt und können somit auch in schmutzigen Umgebungen und im Freien ohne Verlust der Schmiereigenschaften und einem daraus resultierenden Versagen verwendet werden. Die Eigenschaft, ohne Schmiermittel bei voller Drehzahl zu laufen, bedeutet einen geringeren Wartungsaufwand. Die Systeme sind spritzwasserbeständig und bieten sogar in salzhaltigem Küstenklima eine hohe Betriebssicherheit. Parallel zu den Thermoplast-Zahnstangen wurde eine neue Generation von Ritzeln entwickelt, die ebenfalls für schmutzige und aggressive Umgebungen geeignet sind und die bei geringen Kosten eine hohe Genauigkeit, Drehzahl und Flexibilität bieten. Hier ein Vergleich der thermoplastischen Zahnstangen mit ihren Gegenspielern aus Stahl: Die Genauigkeit der thermoplastischen Zahnstangen kann sich zwar nicht mit Konstruktionen aus Metall messen, dennoch bieten sie in den allermeisten Anwendungen eine ausreichende Genauigkeit. Die präzisesten Stahl-Zahnstangen haben eine Positioniergenauigkeit von ± 30 Mikrometern (µm) pro Meter, Standard-Zahnstangen aus Stahl in Verbindung mit hochwertigen Ritzeln eine Genauigkeit von ± 50 µm. Die Positioniergenauigkeit einer thermoplastischen Zahnstange mit einem Premium-Ritzel hingegen liegt typischerweise im Bereich von ± 500 µm, was für die meisten Anwendungen ausreicht. Es ist z. B. im Allgemeinen nicht möglich, ein Werkstück ohne Passstifte oder Führung manuell mit einer Genauigkeit von weniger als ± 500 µm in eine Spannung zu klemmen. Die Wiederholgenauigkeit einer Thermoplast-Zahnstange beträgt nur etwa 20 µm, vorausgesetzt die Temperatur ist konstant oder die Zahnstange ist auf einer Metallbasis 28 antriebstechnik 9/2016

LINEARTECHNIK befestigt. Im Vergleich dazu bietet eine Standard-Zahnstange eine Genauigkeit von ± 10 µm, eine Premium-Zahnstange eine Genauigkeit von ± 5 µm. Somit ist eine Thermoplast-Zahnstange ausreichend genau für jede Anwendung, in der keine Passstifte oder Führung zum Einsatz kommen. Ideal für Thermoplast-Zahnstangen Anwendungen, die keine hohe Genauigkeit verlangen, z. B. einfache Portalfräsen, sind Kandidaten für Zahnstangen aus Thermoplast. Solche Portalfräsen werden typischerweise zur spanabhebenden Bearbeitung von Holz, Verbundwerkstoffen und Kunststoffen verwendet und erzeugen meist große Mengen an Spänen, welche die Schmierung alternativer Linearantriebe aus Stahl beeinträchtigen können. Thermoplast-Zahnstangen erfordern keine Schmierung und bieten eine ausreichende Genauigkeit. Förderanlagen wie etwa Förderbänder und Kommissioniersysteme verlangen meist eine hohe Dauerhaftigkeit und einen geringen Wartungsaufwand. Eine hohe Genauigkeit steht hier nicht im Vordergrund. Thermoplast-Zahnstangen sind gut geeignet für diesen Anwendungsbereich, vor allem aufgrund ihres geringen Wartungsaufwands und der niedrigen Anschaffungskosten. Darüber hinaus eignen sich thermoplastische Zahnstangen für Systeme zur Bauteilherstellung, bei denen ein geringer Instandhaltungsaufwand und eine lange Lebensdauer wichtig sind, Genauigkeit aber weniger kritisch ist. Auch automatisierte Portal-Systeme sind Kandidaten für Zahnstangen aus Thermoplast. Portal-Stapelanlagen erfordern keine hohe Genauigkeit, so dass der geringe Wartungsaufwand, die Dauerhaftigkeit und die einfache Bauweise der Thermoplast-Zahnstangen Vorteile bieten. 02 Das Rollen-Ritzel greift in die Zähne der geraden Zahnstange ein. Die Drehbewegung des Ritzels wird in eine lineare Bewegung umgewandelt Es gibt viele Anwendungen, die von einer einfachen und langlebigen Alternative zu Zahnstangen aus Metall profitieren, die niedrige Anschaffungskosten, eine hohe Korrosionsbeständigkeit, reduzierte Wartungsanforderungen und gleichzeitig eine gute Genauigkeit und Belastbarkeit bietet. Zahnstangen aus Thermoplast bieten diese Vorteile und werden deshalb eine zunehmende Rolle in Industrieanlagen spielen. www.nexengroup.com Energieeffizientere Zukunft In Schweinfurt errichtet SKF das leistungsfähigste Großlager-Prüfzentrum der Welt. Es wird praxisrelevante Erkenntnisse liefern, die mit keiner derzeit verfügbaren Computersimulation zu erzielen sind. Durch das hinzugewonnene Know-how werden die SKF Kunden von einer deutlich höheren Robustheit und Zuverlässigkeit kommender Großlager-Generationen profitieren. So ebnet SKF zahllosen Anwendern in den verschiedensten Industriezweigen einen anwendungsoptimierten Weg in eine energieeffizientere Zukunft. Weitere Informationen finden Sie unter: www.skf.com/de/our-company/testcenter ® SKF ist eine eingetragene Marke der SKF Gruppe | © SKF Gruppe 2016 | Juni 2016 Bestimmte Aufnahmen mit freundlicher Genehmigung von Shutterstock.com Druck_AZ SKF.indd 1 AUG 2016 Testcenter Anzeigen Dietmar Seidel_antriebstechnik_185x130.indd 1 16.08.2016 12.08.16 16:14:05 09:47 antriebstechnik 9/2016 29

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