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Fachartikel vom 09/22/2015

Schaeffler-Baukasten

Schneller konstruieren mit Linearmodulen

Maschinenhersteller und Produktionswerke müssen in immer kürzeren Zeiten Lösungen entwickeln. Die Palette an Linearmodulen und Lineartischen von Schaeffler bietet eine passende Möglichkeit, anspruchsvolle Funktionen in kurzer Zeit umzusetzen.

Bild: Schaeffler
Angetriebene Lineareinheiten AL1: (v.l.n.r.:) Lineartisch mit offener Wellenführung, Linearmodul mit Profilschienenführung und Kugelgewindetrieb und Linearmodul mit außenliegender Laufrollenführung und Zahnriemenantrieb. (Bild: Schaeffler)

Kürzer werdende Entwicklungszyklen bei den Maschinenherstellern aber auch die steigende Flexibilisierung in den Produktionswerken wirken sich auf die Sondermaschinenbauer aus. Sie müssen sich auf immer kürzere Entwicklungszeiten für ihre Lösungen einstellen. Sind Lösungen mit Linearsystemen zu entwickeln, stellen kombinierbare Linearmodule ein geeignetes Mittel dar, auch anspruchsvolle Funktionen in kurzer Zeit zu realisieren.

Die Palette an Linearmodulen und Lineartischen der INA-Lineartechnik von Schaeffler erstreckt sich vom präzisen Kompaktmodul mit niedrigem Querschnitt bis hin zum hoch belastbaren Tandemmodul oder Linearmodulen mit Sonderfunktion, wie dem neuen Teleskopmodul. Bezüglich der Applikationen sind kaum Grenzen gesetzt, wie die folgenden Beispiele zeigen.


Genau positionieren, Bahnkurven fahren und transportieren


Für diese Funktionen eignen sich bereits die einfachen Linearmodule mit Profilschienenführung in Querschnitten von 40 x 45 mm bis zu 415 x 200 mm. Bei höheren Anforderungen kommen die INA-Tandemmodule mit zwei parallelen Profilschienenführungen zum Einsatz. Als Antrieb kann man zwischen Zahnriemen (Ausführung MKUVE..-ZR beziehungsweise MDKUVE..-3ZR) und Kugelgewindetrieb (Ausführung MKUVE..-KGT beziehungsweise MDKUVE..-KGT) wählen.

Mit dem großen Profilquerschnitt und der daraus resultierenden hohen Steifigkeit eignen sich die Tandemmodule besonders für die genaue Positionierung und schwingungsarme Achsen. Anwendungsbeispiele finden sich als freitragende Querachsen in der Montage- und Handhabungstechnik, als steife Querachsen in Messmaschinen und in Bearbeitungsmaschinen. Sie können besonders hohe Momente um alle drei Achsen aufnehmen. Zur Erhöhung der Tragfähigkeit sind die Tandemmodule auch mit den sechsreihigen Profilschienenführungen KUSE erhältlich.

Ein weiteres Anwendungsfeld für Tandemmodule MDKUVE..-3ZR mit Zahnriemenantrieb sind Achsen zum Heben oder Senken. Die Zahnriemenausführung -3ZR wird von drei parallelen Zahnriemen angetrieben. Dadurch bieten sie eine erhöhte Sicherheit für Vertikalachsen.


Bild: Schaeffler
Innovatives Teleskopmodul MTKUSE in Verbindung mit einem Tandemmodul MDKUVE-KGT, beide mit Planetengetrieben und Servomotoren bestückt. (Bild: Schaeffler)

Teleskopieren, Maschinenräume freigeben


Teleskopachsen bieten im Vergleich zu Standard-Linearachsen den großen Vorteil, dass ihr Verfahrweg über den Bauraum des Basis-Trägerprofiles hinaus geht. Dadurch kann der Arbeitsraum für andere Maschinen und Prozesse freigegeben werden. So ermöglicht die Teleskopfunktion beispielsweise die Übergabe in Bereiche hinter Schutzwände oder in getrennte Arbeitsräume. Speziell für solche Nebenachsen, wie Pick-& Place-Anwendungen oder die Werkzeugübergabe entwickelten die Schaeffler-Ingenieure der INA-Lineartechnik das Teleskopmodul MTKUSE.

In diesem Teleskopmodul sind drei Präzisions-Profilschienenführungen so übereinander angeordnet, dass der mögliche Verfahrweg mehr als doppelt so lang ist wie das Basismodul selbst. Die Basis-Tragschiene ist mindestens 200 mm und maximal 1000 mm lang. Daraus ergibt sich ein Nutzhub von 100 bis maximal 2500 mm. In der Montage- und Handhabungstechnik, in der Medizintechnik oder auch im Werkzeugmaschinenbau als Nebenachsen eröffnen sie ganz neue Möglichkeiten.


Zentrieren, fixieren, klemmen und spannen


Eine weitere Lösung aus dem Standard-Programm der INA-Lineartechnik stellen die Klemmmodule MKKUVE dar. Zwei Laufwagen werden mechanisch über den integrierten Zahnriemen gegenläufig angetrieben. Mit Klemmmodulen lassen sich Funktionen wie Zentrieren, Ausrichten, Fixieren, Klemmen oder Spannen in der Montage- und Handhabungstechnik sowie in der Verpackungstechnik beispielsweise das Palettieren realisieren. Interessante Detaillösung: Bei dem Klemmmodul MKKUSE sind die Riemenscheiben vertikal verbaut, sodass die Kräfte vom Laufwagen auf die Unterkonstruktion optimal abgeleitet werden können.

Eine weitere Hauptproduktgruppe stellen die INA-Lineartische dar. Sie sind mit geschlossener oder offener Wellenführung (LTE, LTS) und mit Profilschienenführung als Linearpräzisionstische (LTP) verfügbar. Präzisionslineartische LTP kommen zum Einsatz, wenn Positionieraufgaben mit großer Wiederholgenauigkeit (+/- 0,05 mm Einzelmutter, +/-0,025 mm Doppelmutter) gefordert sind. Der Linearschlitten ist in einer hochgenau gefertigten Aluminiumplatte auf präzisen Profilschienenführungen gelagert. Angetrieben wird die Einheit über einen Kugelgewindetrieb. Die Linearpräzisionstische LTP sind in drei Baugrößen bis zu einer Maximallänge von 3500 mm und optional auch in einer hochgenauen und schwingungsdämpfenden Graugussvariante LTPG erhältlich.


Bild: Schaeffler
Individuelles Mehrachssystem aus dem Lieferprogramm der Systemlösung von Schaeffler. (Bild: Schaeffler)

Eigenschaften der Linearmodule anpassen


Mit speziellen optionalen Detaillösungen lassen sich die Eigenschaften aller Linearmodule genau auf die Führungsaufgabe anpassen. Für High-Speed-Anwendungen eignen sich neben Laufrollenführungen auch die vierreihigen Profilschienenführungen KUVE-B-HS - in X-life Qualität. Sie bieten Geschwindigkeiten von bis zu 10 m/s anstatt der branchenüblichen 5 m/s, so dass das Potenzial von Linearmodulen mit Zahnriemen oder auch von Lineardirektantrieben voll ausgenutzt werden kann. Zur Erhöhung der Gebrauchsdauer und Tragfähigkeit können anstatt der vierreihigen auch sechsreihige Profilschienenführungen des Typs KUSE eingesetzt werden.

Mit dieser Anpassungsfähigkeit der Standard-Linearmodule an die jeweils geforderten Randbedingungen und mit den integrierten Sonderfunktonen können sehr leicht auf die jeweilige Aufgabe adaptierte Ein- und Mehrachssysteme entwickelt werden. Um je nach Kundenwunsch Servomotoren verschiedenster Hersteller montieren zu können, wurde ein Kupplungsgehäuse KGEH als offene Schnittstelle entwickelt. Dieses Kupplungsgehäuse ist für die gesamte Palette an Linearmodulen und Lineartischen einsetzbar.


Portfolio für effektives Single-Sourcing


Anbieter mit einem vollständigen Portfolio an Lineartechnik und elektrischer Antriebstechnik bieten im Sinne des Single-sourcing einen Vorsprung an Beschaffungseffizienz - auch für den Sondermaschinenbau. Alles kommt aus einer Hand. In der Praxis fordert die Kundschaft des Sondermaschinenbaus allerdings Servomotoren, Steuerungen und Sensoren von vielen verschiedenen Motor- und Steuerungsherstellern. Diesen Spagat löst Schaeffler durch die Ergänzung des Linearsystem-Portfolios mit Motoren, Planetengetrieben, Steuerungen und Sensoren frei wählbarer Hersteller am Markt. Henning Dombek, Leiter des Fachbereichs Systemlösungen der INA-Lineartechnik, erklärt dazu: „Um hier eine breite Auswahl anbieten zu können, gibt es kaum einen Hersteller von elektrischer Antriebstechnik den wir nicht anbieten können. So werden der Einkauf unserer Kunden entlastet, zusätzliche Lieferfristen umgangen und die individuelle Achse funktionsfertig und komplett aus einer Hand geliefert“. (as)

Schaeffler auf der Motek: Halle 6, Stand 6110

www.schaeffler.com