Schmier- und spielfreie dryspin Gewindetriebe gewährleisten präzisen Leimauftrag

Was passiert, wenn feine und feinste Holzstäube auf Schmierstoff treffen? Verklebungen sind vorprogrammiert. Die Funktionsfähigkeit von Holzbearbeitungsmaschinen kann nachhaltig beeinträchtigt werden. Ein mittelständisches Unternehmen setzt bei seiner Neuentwicklung eines Kleberauftragssystems für Kantenanleimmaschinen deshalb auf schmiermittel- und wartungsfreie Gewindetriebe mit Anti-Backlash-Muttern, die lebenslang für Spielfreiheit der Verstelleinheit und damit den präzisen Leimauftrag sorgen.

Das Produktprogramm des 1955 gegründeten Unternehmens ist auf alle Trends bei Kundenwünschen und Bearbeitungsaufgaben ausgerichtet. Im Mittelpunkt der Maschinenentwicklung stehen praxisorientierte und wirtschaftliche Lösungen, die Kunden weltweit das bestmögliche Fertigungsergebnis garantieren. Produziert wird mit rund 280 Mitarbeitern in Lemgo; dazu kommen Standorte in Tschechien, Polen sowie in China. Bei einem Exportanteil von rund 80 Prozent und Kunden in über 90 Ländern zählt der Kantenspezialist zu den global führenden Anbietern.

Kleberauftrag mit Präzision

Zu den neuesten Entwicklungen gehört das Kleberauftragssystem QA 45, das ab einer bestimmten Maschinengröße optional zur Verfügung steht. Es zeichnet sich u. a. durch geringe Aufheizzeiten sowie schnelle Umrüstmöglichkeiten und damit eine hohe Flexibilität bei der Verarbeitung von den unterschiedlichsten Klebern, Kanten und Plattenwerkstoffen aus. „Mit dem System wollen wir die Möglichkeit schaffen, den Kleberauftrag zu automatisieren. Damit bieten wir unseren Kunden mehr Bedienkomfort. Der Kleberauftrag geschieht sonst mehr oder weniger nach Augenmaß“, beschreibt Ralf Garnjost die Ausgangslage. „Unser Ziel war es, eine preiswerte, aber trotzdem konstruktiv ausgereifte Lösung zu schaffen, die sich im Betriebsalltag bewährt.“

Punktgenauer Verfahrweg

„Alle sonst üblichen Lösungen neigen aufgrund der schwierigen Umgebungsbedingungen in der Holzbearbeitung dazu, im Betriebsalltag wartungsanfällig zu werden“, erläutert der Maschinenbautechniker im Bereich Konstruktion, Thorben Fritz, der maßgeblich für die Entwicklung der Verstelleinheit verantwortlich war. „Aufgrund unserer langjährigen Erfahrung mit tribo-optimierten Gleitlagern von igus in unseren Maschinen waren wir allerdings von Anfang an überzeugt, mit schmiermittelfreien Maschinenelementen die exakte Formatverstellung auf Dauer gewährleisten zu können.“ Im Bereich der Spindelsysteme – bis zu zehn Achseinheiten decken in einer Kantenanleimmaschine die unterschiedlichsten Arbeiten ab − setzt der Kantenspezialist bisher auf Messingmuttern, die allerdings nicht spielfrei sind. Durch das vorhandene Umkehrspiel wird die gewünschte Position nicht immer getroffen, die Wiederholgenauigkeit ist schlecht.
 
Mit Hilfe der Verstellung wird der Klebeauftrag an den Kanten dosiert. Ist der Verfahrweg nicht genau, kommt es zu Abweichungen von mehreren Zehnteln, was Abstriche an der Qualität des Klebeauftrages zur Folge hat. Aus diesem Grund war bei der Entwicklung des Auftragssystems die spielfreie Verstellung besonders wichtig. Klassische Lösungen wie gegeneinander verspannte Gewindemuttern sind schnell verworfen worden. „Es handelt sich um vielfältige Konstruktionsansätze, die nicht nur sehr aufwändig sind, sondern darüber hinaus ein relativ hohes Antriebsmoment des Aktors benötigen“, verdeutlicht Ralf Garnjost. „Wir versuchen dagegen, unsere Achssysteme mit einem relativ niedrigen Drehmoment anzutreiben.“ Die niedrigen Reibwerte des neuen Spindel-Mutter-Systems sorgen für das benötigte geringe Antriebsmoment.

Vom Trapez- zum metrischen Gewinde

Während vor der Entwicklung des Anti-Backlash-Systems in der Regel zwei gegeneinander verspannte Muttern die notwendige Spielfreiheit gewährleisteten, wird beim Kantenspezialisten heute nur noch ein Bauteil eingesetzt. Die Herausforderung für das Unternehmen igus bestand darin aus einem Serienprodukt mit einem Trapezgewinde ein kundenspezifisches Sonderteil mit metrischem Gewinde ohne Funktionseinbußen zu fertigen. „Da wir seit knapp 15 Jahren Spindelmuttern fertigen, haben wir die nötige Erfahrung um solche Sonderlösungen schnell und zuverlässig umzusetzen“, so Dominik Hartmann, Projektmanager drylin TR-Gewindetriebe.  Nachdem in Köln die Geometrie der Mutter an die Vorgaben der Firma Brandt angepasst wurde und entsprechende Muster hergestellt waren, begannen in Lemgo verschiedene Funktionsprüfungen. „Wir haben 40 000 Hübe getestet, ohne dass Abstriche an der Spielfreiheit gemacht werden mussten“, blickt Thorben Fritz zurück. „Das war der endgültige Beweis, dass die Anti-Backlash-Funktion auch bei metrischen Gewinden funktioniert.“ Nachdem ein Spindel-Mutter-System nach einem guten dreiviertel Jahr Laufzeit ausgebaut und zur Kontrolle nach Köln geschickt worden ist, konnte auch igus bestätigen, dass der Gewindetrieb ohne eine messbare Spielzunahme funktioniert.

Dazu ergänzt Ralf Garnjost. „Es kommt allerdings in unserer Anwendung nicht auf die Anzahl der Hübe an, sondern auf die Zuverlässigkeit des Verstellsystems. Der Bewegungsablauf des Kleberauftragssystems ist relativ begrenzt. Es handelt sich nicht um eine kontinuierliche, sondern um eine diskontinuierliche Bewegung. Trotzdem muss gewährleistet sein, dass es immer funktioniert und keine Verklebungen auftreten.“ Bei der Anzahl der im Vorfeld getesteten Zyklen geht der Kantenspezialist allerdings davon aus, dass die Lebensdauererwartung der kompletten Verstelleinheit im Betriebsalltag mehrere Jahre beträgt.

Generelle Umrüstung auf wartungsfreie Linearsysteme und Gleitlagerlösungen