Die Drehmoment-Kugelbuchse sorgt für die Hubbewegung der Lackierlanzen, die in die zu

Die Drehmoment-Kugelbuchse sorgt für die Hubbewegung der Lackierlanzen, die in die zu beschichtenden Aluminiumbauteile einfahren. (Bild: Dr. Erich Tretter GmbH)

Um schnell auf Kundenanforderungen zu reagieren und gleichzeitig seine Lackieranlagen leistungsfähiger zu machen, ersetzt der Sondermaschinenbauer Sprimag Linearführungen durch Drehmoment-Kugelbuchsen der Dr. Erich Tretter GmbH. Die Maschinen werden dadurch zudem robuster und prozesssicherer.

RECHBERGHAUSEN (rm). Der schwäbische Sondermaschinenbauer entwickelt und baut automatisierte Beschichtungs- und Lackieranlagen, unter anderem zur funktionellen und dekorativen Beschichtung von Serienteilen oder zur Innenbeschichtung von Metallverpackungen wie Tuben, Dosen oder Getränkeflaschen. Zudem wird auch die passende Applikationstechnik entwickelt.

Die tiefgezogenen und zum Beispiel zur Tube geformten, mit Gewindering und Beschnitt versehen Aluminiumteile werden mit Vakuumtrommeln aufgenommen und in Futter eingestoßen. Diese werden auf eine Geschwindigkeit bis 3 000 min-1 beschleunigt. Anschließend fahren Spritzapparate, die mit einer Düsenverlängerung ausgestattet sind, in das Innere der Bauteile hinein und lackieren sie von innen aus.

Die kleinsten Tuben liegen in der Größenordnung von 9 mm. Da ist Präzision gefordert, und zwar für alle Maschinenbauteile und -elemente. Denn der Lack muss sauber verteilt werden. Dafür müssen die Lanzen zielgenau in die Tuben einfahren können. Kleinste Schwingungen in der Maschine können die Lanzen von ihrer exakten Position abbringen. Bauelemente wie Kugelbuchsen, Wellen, Schienenführungen und Schwerlastkugelrollen bezieht Sprimag deshalb unter anderem von Dr. Tretter.
Um den Lacknebel oder das Pulver, das beim Beschichtungsvorgang freigesetzt wird, sofort aufzunehmen, befindet sich in jeder Spritzmaschine eine Absaugung. Diese sorgt dafür, dass der Bauraum beim Spritzvorgang weitestgehend sauber bleibt. Je größer der Querschnitt der Absaugung ist, desto effizienter arbeitet sie.

Der Querschnitt kann allerdings nicht beliebig groß gewählt werden. Denn im Bauraum befindet sich neben der Absaugung ein Großlager, in dem die Schienenführung sitzt, die für die Hubbewegung der Spritzeinheit verantwortlich ist.

Als Anwender ihre Maschinen reklamierten, weil wegen verschmutzter Bauteile die Absaugung nicht perfekt funktionierte, musste schnell reagiert werden. Es galt,  eine Lösung zu finden, um den Bauraum in der Maschine zu verkleinern und damit mehr Platz für die Absaugung zu erhalten.

Eine Möglichkeit bestand darin, die Führungsart der Spritztechnik zu ändern. Denn Linearführungen benötigen mehr Platz. Bevor Sprimag Linearführungen in seine Maschinen einbaute, setzte man Kugelbuchsen ein. Doch durch immer höhere Lasten, die aufgenommen werden müssen, durch immer größere Wegstrecken, welche die Lanzen in den Tuben zurück legen und durch immer höhere Leistungen, die erbracht werden müssen, sind die Schwaben auf Schienenführungen umgestiegen. Kugelbuchsen fielen somit als Alternative aus, die Drehmoment-Kugelbuchsen von Dr. Tretter kamen ins Spiel.
Diese Drehmoment-Flanschkugelbuchsen mit Welle sind Antriebselemente zur Drehmomentübertragung bei gleichzeitiger Translationsbewegung. Bei diesem präzisen Längsführungssystem haben Buchsen und Welle Kugellaufbahnen mit gotischem Profil. Die Kugeln haben Vier-Punkt-Kontakt mit leichter Vorspannung. Daher können die Drehmomentkugelbuchsen auf engem Bauraum hohe Drehmoment- und Stoßbelastungen aufnehmen.

Über die Kugelgröße kann das System spielfrei eingestellt und über eine entsprechende Vorspannung die Steifigkeit erhöht werden. Das ist ein großer Vorteil im Vergleich zu normalen Kugelbuchsen. Die höhere Steifigkeit der Führung hat besonders Auswirkungen auf die Genauigkeit und das Schwenkverhalten.

Denn durch die Massen, die während des Hubvorgangs der Spritzeinheit bewegt werden, kommt die Maschine leicht ins Schwingen. Der Polyamidkäfig und die optimierte Kugelumlenkung ermöglichen einen ruhigen, ruckfreien Lauf.

Sprimag fertigt noch Schmierringe, die an die Einbauverhältnisse der jeweiligen Maschine angepasst sein müssen. Diese können über die Schmiernut mit Bohrung eingebracht werden. Die Flanschkugelbuchse hat beidseitige Abstreifer. Diese dichten und halten das Schmiermittel zurück.
Das ist ein weiteres Argument, das für die Drehmomentkugelbuchsen spricht. Denn die Abstreifer schirmen die Führungsbahnen ideal vor dem Nasslack ab, der durch den Spritzvorgang im Bauraum freigesetzt wird. Diese Abschirmung ist aber auch besonders bei Maschinen wichtig, die mit Pulver die Bauteile beschichten. Denn das Pulver kann auf den Führungsbahnen abrasiv wirken und damit die Führungsbahnen zerstören. Während es mit den Schienenführungen hin und wieder zu Ausfällen kam, ist das Problem jetzt behoben.

Die Wandstärken und Kugeldurchmesser der Drehmomentkugelbuchsen sind verkleinert, um eine kompakte Konstruktion zu erhalten. Durch den Flansch lässt sich die Buchse einfach montieren. Bei allen Vorteilen der Drehmoment-Kugelbuchsen können sie die gleichen Lasten aufnehmen und sind ebenso leistungsstark wie Schienenführungen.

In die Maschinen werden vier Wellen mit je zwei Drehmoment-Flanschkugelbuchsen eingebaut. Diese Buchsen sind so ausgelegt und gefertigt, dass Standardelemente zum Einsatz kommen können. Sie sind montagefertig, es müssen nur noch die Führungsstangen auf Länge bearbeiten werden.

Die Drehmomentkugelbuchsen sind zwar etwas teurer als die Schienenführungen, doch das gleicht die Langlebigkeit dieser Antriebselemente wieder aus. Wenn der Maschinentakt auf 250 Teile/min ausgelegt ist und die Maschine im Dreischicht-Betrieb rund um die Uhr läuft, sind das über 5 000 Betriebsstunden im Jahr. Die Führungseinheit einer Maschine legt damit in diesem Zeitraum rund 16 500 km Hubweg zurück.