antriebstechnik 9/2017

Entwickelt für den

Entwickelt für den Werkzeugmaschinenbau Kugelgewindetriebe bieten minimale Vibrationen im Linearsystem und geringe Geräuschentwicklung Hohe Vorschubgeschwindigkeit, präzises Verfahren und Positionieren, geringe Geräuschentwicklung, lange Lebensdauer und DIN-konforme Abmessungen: Dieses Eigenschaftsprofil erwarten die Konstrukteure des Werkzeugmaschinenbaus von Kugelgewindetrieben. Das Unternehmen NSK stellt nun eine neue Baureihe vor, die exakt für diese Anforderungen entwickelt wurde. Andreas Kropp ist Application Engineering Manager Precision bei der NSK Deutschland GmbH in Ratingen Die Ausdifferenzierung des Angebotes ist ein zentraler Trend in der Antriebstechnik: Immer mehr Antriebskomponenten sind echte „Spezialisten“, die für definierte Branchen, Einsatzfälle und Umgebungsbedingungen entwickelt wurden. Beispiele aus dem NSK-Programm sind Wälzlager für die Stahlindustrie (und sogar für einzelne Bereiche der Stahlverarbeitung, z. B. die Abkühlstrecken von Warmwalzwerken) und Schwerlast-Kugelgewindetriebe für Kunststoff-Spritzgießmaschinen. In einigen Anwendungsbereichen der Antriebstechnik gibt es Normen, die die- sen Trend noch fördern und allgemein gültige Standards setzen. Das betrifft die Kugelgewindetriebe für Werkzeugmaschinen. Hier gibt es eine eigene Norm, die EN 3408 (DIN 69051). Sie definiert sowohl die Abmessungen (u. a. die Flanschform und die Befestigungsbohrungen) als auch die Toleranzklassen. In der Praxis hat die Norm zur Folge, dass Kugelgewindetriebe, die für den Einsatz in Werkzeugmaschinen entwickelt wurden, mit größeren Kugeln und besonderen Umlenksystemen ausgestattet sind. Grund dafür ist, dass auf begrenztem 94 antriebstechnik 9/2017

SPECIAL I ANTRIEBE FÜR WERKZEUGMASCHINEN Bauraum eine sehr hohe Leistung gefordert wird. Höchste Tragzahlen auf begrenztem Bauraum Mit diesen Anforderungen haben sich die Entwickler von NSK intensiv auseinandergesetzt und eine neue Baureihe konstruiert. Neben den quantitativen Anforderungen der Branchen-Norm im Hinblick auf Abmessungen und Leistungswerte hatten sie dabei auch die spezifischen Bedingungen im Blick, unter denen Kugelgewindetriebe in Werkzeugmaschinen eingesetzt werden. Dazu gehören hohe Geschwindigkeiten (Stichwort High Speed & Capacity) sowie eine hohe Steifigkeit und damit eine geringe Einfederung. Sie ist wichtige Voraussetzung für ein präzises Positionieren. Außerdem wird immer häufiger ein geräuscharmer Betrieb gefordert, denn weltweit steigt die Sensibilität für die Lärmbelastung am Arbeitsplatz. Mit einem Drehzahlkennwert von 160 000 eignet sich die neue Baureihe ohne Einschränkungen für Hochgeschwindigkeits- Anwendungen der spanenden Bearbeitung, bei denen auch ein präzises Positionieren erforderlich ist. Zugleich setzt die Laufruhe der neuen Baureihe Maßstäbe. Das schafft beste Voraussetzungen für minimale Vibrationen im Linearsystem und zugleich für geringe Geräuschentwicklung. Maßgeblich verantwortlich für diese vorteilhafte Eigenschaftskombination ist das von Grund auf neu entwickelte Umlenksystem der Baureihe. Die neuen, DIN-konformen Hochgeschwindigkeits-Kugelgewindetriebe werden in Wellendurchmessern von 32 bis 63 mm und Steigungen von 10 bis 30 mm gefertigt. Als typische Anwendungen sieht NSK u. a. die linearen Hauptachsen von Werkzeugmaschinen sowie andere Linearbewegungen mit hohem Anspruch an die Tragzahl. Präzise Bewegung erfordert effektive Kühlung NSK fertigt geschliffene, d. h. hochwertige Kugelgewindetriebe, und der Werkzeugmaschinenbau ist seit mehr als 60 Jahren eine zentrale Zielbranche – sowohl in Japan als auch in Europa. Das Programm umfasst diverse Baureihen mit Wellendurchmessern von 4 bis 200 mm und zahlreiche Sondertypen für spezielle Anforderungen wie extreme Geräuscharmut, kurze Hübe und höchste Positioniergenauigkeit. Auch hier differenziert sich das Angebot also immer weiter aus. Beispielsweise gibt es besondere Lösungen für schnell laufende Linearantriebe mit besonderen Anforderungen an die Präzision. Mit einem Wirkungsgrad von 90 bis 95 % setzen Kugelgewindetriebe die eingesetzte Energie zwar effizient aus einer rotativen in eine lineare Bewegung um. Bei dynamischen Bewegungen wird aber immer auch Wärme erzeugt. Diese unvermeidliche Wärmeentwicklung muss abgeführt werden, um Verschleiß zu verringern und temperaturbedingte Dimensionsänderungen zu vermeiden. Deshalb kommen hier häufig Baureihen zum Einsatz, bei denen Kühlmedium durch die Welle – die als Hohlwelle ausgeführt ist – strömt. Nochmals effektiver ist die Kühlwirkung, wenn der Maschinenbauer Kugelgewindetriebe mit gekühlter Mutter nutzt. Sie gehören zum Programm von NSK und ermöglichen hohe Präzision beim Verfahren, da die Wärme exakt da abgeführt wird, wo sie entsteht. Condition Monitoring von Kugelgewindetrieben Ein weiteres aktuelles Thema in der gesamten Antriebstechnik ist das Condition Monitoring, sprich die kontinuierliche Zustandsüberwachung von Antriebskomponenten. Damit zielen Anbieter und Anwender in zwei Richtungen. Zum einen werden die Komponenten selbst – z. B. die Wälzlager – überwacht. Zum anderen aber sind die Komponenten auch ein „Fenster zum Prozess“: Auch die angrenzenden Bauteile im Antriebsstrang und je nach Anwendung sogar der gesamte Produktionsprozess lassen sich auf diese Weise kontinuierlich überwachen. Condition-Monitoring-Systeme (CMS) von NSK, die das Wälzlager als „Fenster“ nutzen, kommen u. a. in Schienenfahrzeugen und Windkraftanlagen zur Anwendung. Fotos: Aufmacher: iStock/Fertnig; sonst.: NSK www.nskeurope.de 01 Eine neue Baureihe von Kugelgewindetrieben nach DIN-Standard für High-Speed-Anwendungen 02 Das neue Umlenksystem trägt zur Minimierung von Vibrationen und zu reduzierter Geräuschentwicklung bei 03 Kühlt exakt da, wo Wärmeabfuhr gebraucht wird: Kugelgewindetriebe mit gekühlter Mutter SICHERHEITSKUPPLUNGEN SECURMAX Ob lasttrennend in Werkzeugmaschinen oder lasthaltend in der Medizintechnik - wir bieten den passenden Schutz für Ihre Anlage! Zielsicher zum passenden Produkt www.orbit-antriebstechnik.de