Spindel- und Zahnriemenantriebe Durchgängige Adaptions- und Montageschnittstellen

Autor / Redakteur: Franz Roser / Reinhard Kluger

Spindel- und Zahnriemenantriebe zählen in weiten Bereichen der Automation und des Maschinenbaus zu den am häufigsten eingesetzten elektromechanischen Antriebselementen. Mit jeweils eigenen Charakteristiken werden sie allgemein in unterschiedlichen Anwendungsbereichen verwendet.

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( Archiv: Vogel Business Media )

Auf Grund der unterschiedlichen Eigenschaften gibt es typische Einsatzgebiete. So finden sich beispielsweise in Montageprozessen eher Achssysteme, in denen Spindelantriebe die Anforderungen nach hoher Vorschubsteifigkeit – und Kraft sowie hoch präziser Positionierung erfüllen. Solche Linearachsen sind zugleich in ihrer gesamten Konzeption dahin gehend ausgelegt. D. h. vor allem Unterbau, Gehäuse und Führungssysteme sind entsprechend robust ausgeführt. Indessen bieten in Handhabungslösungen Zahnriemenantriebe die notwendige Dynamik. Hier sind in der Regel die zu bewegenden Massen und die aufzunehmenden Kräfte geringer. Außerdem ist weniger mit veränderlichen Momenten zu rechnen. Betrachtet man Aufgaben wie das Be- und Entladen von Maschinen, das Umsetzen von Werkstücken zwischen Prozessstationen, das Bestücken von Werkstückträgern oder Ähnliches ist der Zahnriemenantrieb die ideale Lösung.

Typisch im Gesamtkonzept

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Heutzutage werden Lösungen gebraucht, die leicht, kompakt und möglichst im Baukastenprinzip einfach zu konfigurieren sowie zu kombinieren sind. Das bedeutet auch einen geringen Entwicklungs- und Konstruktionsaufwand für den Anwender. Die Handlingsysteme sind somit schnell verfügbar und kostengünstig.

Vor diesem Hintergrund entstand bei Berger Lahr die neue Generation der Portalachsen in Spindel- und Zahnriemenausführung. Bei Portalachsen sind Achskörper und Motor fest montiert, wobei der Laufwagen die Bewegung realisiert. Es stehen unterschiedliche Baugrößen mit Rollen- und/oder Kugelumlaufführungen zur Verfügung.

Lösungen – leicht und kompakt

Kennzeichnend für die neuen Portalachsen sind die durchgängig gleichen Adaptions- und Montageschnittstellen, unabhängig vom Führungs- und Antriebssystem. Das gilt an den Laufwagen für das Bohrbild mit Befestigungsgewinden und die reproduzierbare Nutzlastadaption durch Zentrierringe ebenso wie an den Achskörpern mit einheitlichen Befestigungsnuten für Endschalter oder zur Montage des Achskörpers. Auch die Motoradaption ist einheitlich, flexibel und einfach durchzuführen.

Optional verhindert eine Metallbandabdeckung das Eindringen von Schmutzpartikeln in die Achskörper. Die Schmierung erfolgt jeweils von außen wahlweise über beide Seiten der Laufwagen. Die Zahnriemenachsen sind optional korrosionsbeständig ausgeführt. Die Portalachsen können je nach Anforderung als Standard mit bis zu drei Laufwagen pro Achse und mit Riemenvorgelege ausgestattet werden. Die Verwendung von 8 mm Standardsensoren über die gesamte Achsfamilie komplettiert die Durchgängigkeit.

Entsprechend dem Einsatzgebiet sind die neuen Portalachsen für Belastungen bis 100 kg ausgelegt. Dabei erlauben Zahnriemenantriebe Geschwindigkeiten bis 8 m/s mit Rollenführungen und 5 m/s mit Kugelumlaufführungen. Bei Hublängen bis 5500 mm sind Wiederholgenauigkeiten von 0,05 mm machbar. Die Spindelachse mit Kugelumlaufführung ermöglicht Wiederholgenauigkeiten bis 0,02 mm und Geschwindigkeiten bis 1,25 m/s. Bei Hublängen bis 3000 mm lassen integrierte Spindelunterstützungen hohe Spindeldrehzahlen zu.

Für größere oder besonders kleine Hublängen sowie für höhere Belastungen runden Teleskopachsen, Lineartische oder massearme Systeme die Produktpalette ab. Über die Einzelachsen hinaus, bietet Berger Lahr standardisierte Mehrachssysteme an. Basierend auf dem Baukastensystem sind die Einzelachsen auch von Anwenderseite nahezu beliebig kombinierbar. Mit dem modular aufgebauten Programm lassen sich lineare Bewegungsaufgaben individuell lösen und kundenspezifische Anforderungen durch Berger Lahr realisieren. Ob Ein- oder Mehrachssysteme, Berger Lahr bietet eine Komplettlösung mit Antrieben und Steuerungssysteme als kompetenter Automatisierungspartner inklusive Beratung, Engineering bis hin zur Inbetriebnahme an.

Erfolgreiche Applikationen: Drei Beispiele

•Montageapplikation: Bei einer Montageapplikation werden Bedienelemente aus drei Einzelelementen montiert und magaziniert. Dazu wird ein leerer Behälter im Arbeitsraum positioniert. Die Riemenachse mit Mehrachsgreifern holt die Basisteile vom Transportband ab und platziert sie im Behälter, bis dieser voll ist. Danach wird die nächste Teilegruppe vom Transportband geholt und in die Basisteile eingesteckt. Als letzten Arbeitsgang wird die Abdeckung auf das Bedienelement aufgesetzt. Der gefüllte Behälter mit den Bedienelementen wird durch ein Mehrachssystem weitertransportiert und abgestapelt.

•Massivholzverarbeitung: Beim Sägen von Massivholz in Vielblattkreissägen ermöglichen verstellbare Sägeblätter einen rationellen Breitenzuschnitt. Zur Brettvermessung und anschließenden Zuschnittsoptimierung werden Laserstrahlen als optische Verlängerungen der Sägeblätter genutzt. Die Positionierung der Laser erfolgt auf Riemenachsen mit integrierten Antrieben.

•Behälterhandling: Die dauerhaft prozesssichere Positionierung der Behälter auf Entladeebene ist eine wesentliche Anforderung im automatischen Montageprozess von DC-Motoren für Fahrzeugsicherheitssysteme (ABS, ASR, ESP). Mit ihren Eigenschaften sind Spindelachsen die ideale Lösung, schwere Werkstückbehälter mit Kommutatoren stapelweise anzuheben. Berger Lahr, Tel. +49(0)7821 946301

Berger Lahr, Tel. +49(0)7821 946301

Franz Roser, Produktmanager, Berger Lahr GmbH & Co. KG.

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