Für Positionier- und Vorschubaufgaben in Werkzeugmaschinen fertigt Steinmeyer Präzisions-Kugelgewindetriebe in den Größenbereichen von 20 bis über 100 Millimeter Durchmesser. Bild: Pixabay, frei

Für Positionier- und Vorschubaufgaben in Werkzeugmaschinen fertigt Steinmeyer Präzisions-Kugelgewindetriebe in den Größenbereichen von 20 bis über 100 Millimeter Durchmesser. Bild: Pixabay, frei

| von Wolfgang Klöblen, August Steinmeyer

Der Werkzeug- und Sondermaschinenbau ist unsere Schlüsselbranche“, erzählt Jens-Uwe Gühring, Vertriebsleiter beim Unternehmen August Steinmeyer aus Albstadt. „Unsere Kugelgewindetriebe kommen unter anderem in Bearbeitungszentren, Drehmaschinen, Fräsmaschinen oder Schleifmaschinen zum Einsatz.“ Zur Umsetzung von Positionier- und Vorschubaufgaben bietet das Unternehmen Präzisions-Kugelgewindetriebe in den Größenbereichen von unter 20 bis über 100 Millimeter Durchmesser an.

Sie gewährleisten eine spielfreie und dynamische Umsetzung von Dreh- in Längsbewegungen und erfüllen gleichzeitig hohe Anforderungen an Steifigkeit und Lebensdauer. Um Maschinenausfälle sowie Reparatur- und Wartungskosten zu minimieren, sind die Anforderungen an die verbauten Komponenten hinsichtlich Zuverlässigkeit und Belastbarkeit besonders hoch. Darüber hinaus müssen sie je nach Applikation individuelle Anforderungen erfüllen. So geht es bei einigen Anwendungen um eine besonders hohe Qualität und Präzision, bei anderen Einsätzen um Robustheit, enge Bauräume oder die besondere Wirtschaftlichkeit der Komponenten.

Wo die Kugelgewindetriebe zum Einsatz kommen

Einzelmutter, Bilder: August Steinmeyer
Einzelmuttern mit 4-Punkt-Kontakt überzeugen durch Vorteile wie Kompaktheit, Wirtschaftlichkeit und dass bei Kraftspitzen keine Kugeln entlastet werden. Bilder: August Steinmeyer

Steinmeyer bietet zwei verschiedene Arten von Kugelgewindetrieben für den Werkzeug- und Sondermaschinenbau an: Zum einen Positionier-Kugelgewindetriebe, die üblicherweise für Positionieraufgaben oder Applikationen mit erhöhtem Anspruch an die Laufeigenschaften, zum Beispiel in der Werkzeugmaschine, eingesetzt werden. Diese werden in der Regel mit geschliffenem Spindelgewinde ausgeführt. Zum anderen stellt das Unternehmen Transport-Kugelgewindetriebe her, die typischer Weise in Handling-Achsen oder Zuführsystemen Verwendung finden und mit einem gerollten oder auch gewirbelten Spindelgewinde ausgeführt sind. Nach DIN werden die Toleranzklassen für Positionier-Kugelgewindetriebe mit P (1-5) bezeichnet, während die Transport-Kugelgewindetriebe die Bezeichnung T (7-10) aufweisen.

Bei der Produktentwicklung erörtern die Spezialisten von Steinmeyer gemeinsam mit dem Kunden, welche Kriterien für die jeweilige Anwendung erfüllt werden müssen. Das Unternehmen liefert Kugelgewindetriebe für den Maschinenbau überwiegend mit Spindelwelle nach Kundenzeichnung. Diese wird benötigt, um ein detailliertes Angebot zu erstellen. Für eine Preis- und Lieferzeitauskunft reicht in der Regel auch eine Skizze aus.

„Um eine möglichst hohe Qualität unserer Kugelgewindetriebe zu gewährleisten, prüfen wir außerdem die Mutternsteifigkeit und die erforderlichen Tragzahlen.“

Jens-Uwe Gühring, August Steinmeyer

„Wir benötigen eine Zeichnung oder Skizze, damit wir die Machbarbarkeit der jeweiligen Anfrage prüfen können“, erzählt Jens-Uwe Gühring. „Wir sehen uns die geometrischen Daten und Belastbarkeitsangaben für die Applikation an und prüfen anhand der Zeichnung, ob sie den allgemein gültigen Normen entspricht, ob sie fertigungstechnisch umsetzbar ist oder gegebenenfalls noch Optimierungsbedarf, zum Beispiel durch eine andere Muttervorspannung beziehungsweise verbesserte Abdichtung, bei der Auslegung besteht, um Kosten und Aufwand zu sparen.“

Doppelabstreifer, Bild: August Steinmeyer
Für Werkzeugmaschinen empfiehlt Steinmeyer Doppelabstreifer, die grobe Schmutzpartikel zuverlässig entfernen und Stäube am Eindringen in die Mutter hindern. Bild: August Steinmeyer

Für die Zusammensetzung der Kugelgewindetriebe verfügt der Hersteller über ein komplettes Baukastensystem mit Komponenten, die nach Bedarf kombiniert werden können. Dazu zählen verschiedene Mutterntypen für Präzisions-Kugelgewindetriebe mit Spindel-Nenndurchmessern von 16 bis 125 Millimetern in den Toleranzklassen P1 bis P5 mit Anschlussmaßen nach DIN 69051 beziehungsweise ISO 3408. Der Kunde kann bei allen Größen verschiedene Belastbarkeiten durch unterschiedliche Tragzahlen aufgrund der unterschiedlichen Anzahl der Umläufe wählen. Die Auswahl von Mutter, Kugeldurchmesser, Umlenkung, Abstreifer und Schmierung liegt in der Verantwortung des Herstellers, wobei vor allem individuelle Anforderungen bezüglich Qualität, Lebensdauer, Belastbarkeit und Zuverlässigkeit erfüllt werden müssen. „Bei Faktoren wie Steigung, Nenndurchmesser, Spindellänge, Lagerung, Einbaulage und Zapfenausführung richten wir uns nach Kundenvorgaben“, berichtet Gühring. „Um eine möglichst hohe Qualität unserer Kugelgewindetriebe zu gewährleisten, prüfen wir außerdem die Mutternsteifigkeit und erforderlichen Tragzahlen.“

Was sich für Präzisions-Kugelgewindetriebe empfiehlt...

ETA+-Muttertechnik, Bild: August Steinmeyer
Die von Steinmeyer entwickelte ETA+-Muttertechnik zeichnet sich durch einen deutlich verbesserten Wirkungsgrad, eine verringerte Reibung und Geräusch-entwicklung sowie eine erhöhte Steifigkeit aus. Bild: August Steinmeyer

Für Präzisions-Kugelgewindetriebe bietet Steinmeyer Kugelgewinde-Muttern als Einzelmutter mit 4-Punkt-Kontakt, Doppelmutter mit 2-Punkt-Kontakt oder in ETA+-Ausführung an: Einzelmuttern sind einteilige Muttern, die keinerlei Steigungssprung oder Versatz ihres Innengewindes haben. Sie werden ausschließlich über Kugelübermaß vorgespannt. Durch die vier Kontaktpunkte wird auch die Kugelkinematik beeinflusst, sodass die Einzelmutter mit Vorspannung immer einen etwas schlechteren Wirkungsgrad hat als eine Mutter mit Zweipunktkontakt. Einzelmuttern reagieren auch etwas stärker auf Fertigungstoleranzen, sodass sehr lange Spindeln normalerweise nicht mit vorgespannten Einzelmuttern ausgestattet werden. Von Vorteil sind Kompaktheit, Wirtschaftlichkeit und dass bei Kraftspitzen keine Kugeln entlastet werden. Einzelmuttern kommen vor allem bei Anwendungen mit kleinem Bauraum und weniger hohem Qualitätsanspruch zum Einsatz wie zum Beispiel einfachen Zuführachsen.

Die zweiteilige Doppelmutter wird bei dem Hersteller nicht mit dem sonst üblichen Zwischenring vorgespannt, sondern über die patentierte Unilock-Verbindung. Häufig eingesetzt wird diese Ausführung zum Beispiel in Schleifmaschinen. Sie ist dadurch praktisch so kompakt und steif wie eine einteilige Mutter. Darüber hinaus
sichert die Unilock-Verbindung auch eine stabile Verbindung der beiden Mutternhälften und macht die Doppelmutter sehr robust. Die Verbindung der beiden Mutternhälften ist auch flüssigkeitsdicht, sodass kein Schmiermittel verloren geht. Von Vorteil sind zudem der gute Wirkungsgrad und die hohe Steifigkeit durch den Zweipunktkontakt, die vergleichsweise einfachere Fertigung gerade bei sehr langen Muttern beziehungsweise bei großem Steigungswinkel und die leichte, stufenlose Einstellbarkeit der Vorspannung ohne Kugelwechsel. Gegenüber der Einzelmutter ist die Bauform allerdings größer und die Kosten liegen etwas höher.

Welche Funktion haben Kugelgewindetrieb-Muttern?

Wenn eine besonders hohe Qualität und Zuverlässigkeit gefragt ist, empfiehlt der Hersteller die ETA+-Muttertechnik. Sie zeichnet sich durch einen deutlich verbesserten Wirkungsgrad, eine verringerte Reibung und Geräuschentwicklung sowie eine erhöhte Steifigkeit aus. Ein ETA+-Kugelgewindetrieb erreicht so eine deutlich bessere Dynamik gegenüber konventionellen Doppelmuttern und auch die Positioniergenauigkeit einer Vorschubachse kann gesteigert werden. Somit trägt die ETA+-Technik zu einer wesentlichen längeren Lebensdauer eines Kugelgewindetriebs bei.

Kugelgewindetrieb-Muttern werden vorgespannt, um vor allem höhere Positioniergenauigkeiten, eine bessere Steifigkeit und größere Verfahrgeschwindigkeiten bei Vorschubachsen zu erreichen. Nur so sind bei Werkzeugmaschinen Bearbeitungen möglich, die die erforderlichen Genauigkeiten, Spantiefen und so weiter bei minimalen Nebenzeiten, zum Beispiel für HSC-Bearbeitung, erreichen. Die Vorspannungsart variiert je nach Anwendung. Möglich sind Vorspannungen über Kugelübermaß, Unilock-Verbindung, Federvorspannung, Steigungsversatz und Teilungsversatz in Kombination mit Kugelübermaß. aru

Bleiben Sie informiert

Diese Themen interessieren Sie? Mit unserem Newsletter sind Sie immer auf dem Laufenden. Gleich anmelden!

Der Eintrag "freemium_overlay_form_keg" existiert leider nicht.