Mehr Leistung bei weniger Bauraum

Einen Kernbereich in hochpräzisen Ferti­gungsmaschinen bildet die Linear- und Antriebstechnik. Der Bereich „Linear Motion and Assembly Technologies“ von Bosch Rexroth, Schweinfurt, erweiterte deshalb in den vergangenen Jahren seine Produktpalette um eine Vielzahl von Miniatur-Linearführungen und kompakten Linearsystemen.

Zu den ersten Bereichen, mit denen die Miniaturisierung der Führungselemente begann, gehörten die Kugelschienenführungen. Sie werden zwischenzeitlich in nahezu allen Branchen eingesetzt. Viele Anwendungsfälle finden sich in der Medizintechnik. So werden die Miniatur-Kugelschienenführungen zum Beispiel in der Z-Achse von Pumpen integriert, um Blutserum zu testen. Hier ist der geringe Einbauraum die größte Restriktion. In der Elektronik- und Leiterplattenfertigung eignen sich die kompakten Linearführungen hervorragend für Bestückungs- und Inspektionsaufgaben. In solchen Fällen müssen die Komponenten bei geringsten Abmessungen sehr hohe Dynamikwerte erreichen. Zusätzlich gibt es eine große Zahl von Spezialmaschinen, die ebenso Miniatur-Linearführungen benötigen. Als ein Beispiel von vielen sei der Einsatz in Stickmaschinen genannt, in denen über Miniatur-Kugelschienenführungen die Nadelpakete mit den Stickköpfen verbunden sind. In diesen Stickköpfen ist die Antriebsmechanik für bis zu 15 Nadelstangen pro Nadelpaket enthalten.

Für Anwendungen in Maschinen mit niedrigen Belastungen kommen vermehrt Miniatur-Kugelbüchsenführungen zum Einsatz. Bei dem Schweinfurter Unternehmen gibt es diese für Wellendurchmesser von drei bis 16 Millimeter. Ein Vorteil dieser Produkte ist der mögliche, frei tragende Einbau. Hierdurch reduziert sich der Konstruktions- und Montageaufwand erheblich.

Miniatur-Antriebe

Stark zugenommen hat auch die Nachfrage nach Miniatur-Kugelgewindetrieben. Typische Anforderungen für den Einsatz derartiger Antriebe sind ebenfalls geringer Bauraum, kleine Massenträgheiten und hohe Geschwindigkeiten. In einer Applikation zum Verschweißen von Lichtleitern werden beispielsweise Massen von 100 Gramm auf einem Hub von 200 Millimetern bewegt. Die Positionierung mit einer Genauigkeit von zwei Mikrometern und einer Wiederholgenauigkeit von 0,5 Mikrometern erfolgt hierbei über Kugelgewindetriebe mit acht Millimeter Durchmesser und einer Steigung von einem Millimeter.

Bei Rexroth gibt es Kugelgewindetriebe als Miniatur-Baureihen, die ab Lager lieferbar sind. Es handelt sich dabei um fertig konfektionierte Kugelgewinde­triebe, bestehend aus Spindeln mit einseitiger Endenbearbeitung und Muttern in Flanschausführung. Optional gibt es dazu Lagereinheiten und passende Nutmuttern. Besonderen Wert legte das Unternehmen auf die Tragzahl der Lager. Bei kleineren Spindeldurchmessern wurde der Lagerzapfendurchmesser durch Reibschweißung vergrößert und damit die Tragzahl der Endenlagerung erhöht. Vielfältige, bisher kundenspezifisch ausgeführte Positionier- und Transportanwendungen lassen sich so auf sehr einfache Weise ersetzen. Das Lieferprogramm der Miniatur-Baureihe umfasst die Durchmessergrößen sechs, acht und 12 Millimeter.

Kompakte Bauform durch Funktionsintegration

Etliche Maschinenhersteller setzen mittlerweile keine Einzelkomponenten, sondern einbaufertige Miniatur-Linearsysteme ein. Diese haben nicht nur kompakte Abmessungen bei hohen Leistungsdaten; sie sind meist auch wirtschaftlich sehr interessant. Die kompakten Linearsysteme bestehen aus Schienenführungen und Antrieben, die in einem geschlossenen Aluminium- oder Stahlprofil integriert sind. Dazu passend gibt es Motor- und Reglerkombinationen sowie Positioniersteuerungen und Sensorik.

Für den Bereich der Miniaturisierung haben sich bereits verschiedene Linearsysteme von Rexroth in der Praxis bewährt. Dazu gehören zum Beispiel Linearschlitten, aufgebaut aus zwei Wellen und vier, in einem Tischteil integrierten Kugelbüchsen. Das gleiche Ziel der kompakten Bauweise verfolgen die Compact-Module CKK. Hier wurden auf geringem Bauraum in einem Aluminium-Hauptkörper zwei Kugelschienenführungen, das Tischteil und der Kugelgewindetrieb untergebracht. Ebenfalls Praxis erprobt sind die Präzisionsmodule PSK. Der Hauptkörper ist hierbei aus Stahl gefertigt. Dabei werden in die Innenseiten der Flanken die Laufbahnen geschliffen. Der U-förmige Stahlprofilkörper sorgt für hohe Steifigkeit und Präzision. Somit sind sehr kompakte Außenabmessungen von 50, 60 und 90 Millimetern Breite mit deutlich erhöhten Leistungsparametern möglich. Johannes Neupärtl (gm)