Beim Kauf neuer CNC-Maschinen widmen sich die Entscheider in der Regel mit großer Hingabe der Maschinenausstattung. Schließlich soll die Maschine optimal bestückt sein, um die eigene Fertigung noch leistungsstärker und flexibler zu machen. Während die Leistungskraft der zu erwerbenden Maschine im Zentrum des Interesses steht, wird oft übersehen, dass diese nur eine bestimmte Zeit zur Verfügung steht. Der Grund: Mechanische Teile verschleißen im täglichen Einsatz. Bemerkbar macht sich dies etwa in Maß-, Oberflächen- und Formabweichungen der Werkstücke.
Im Fall der in Werkzeugmaschinen verbauten Kugelrollspindeln kann per Programm deren Lebensdauer recht gut berechnet werden. Diese Daten können wiederum die Grundlage für ein vorausschauendes Beschaffungsmanagement bilden, rechtzeitig Ersatz für die im Laufe der Zeit an die Verschleißgrenze kommende Kugelrollspindel zu besorgen.
Doch zum Überholungstermin die passende Kugelrollspindel im Haus zu haben, ist das eine. Das andere sind die teilweise sehr langen Lieferzeiten zwischen vier Wochen und zwölf Monaten, was eine rechtzeitige Beschaffung zu einem Glücksspiel macht. Es ist daher ratsam, zum Kauf einer neuen Maschine auch gleich einen Satz Kugelrollspindeln zu erwerben und im Servicefall auf Lager zu legen.
Von dieser Regel kann dann abgewichen werden, wenn der Lieferant der Werkzeugmaschine über ein gut bestücktes Lager verfügt und garantiert, dass eine Kugelrollspindel auch noch viele Jahre nach dem Maschinenkauf ab Lager erhältlich ist. Dennoch kann es durchaus passieren, dass der Werkzeugmaschinenanbieter seine damals getätigte Zusage – etwa im Fall eines Konkurses – nicht mehr einhalten kann.
Lagervorrat vermeidet teure Stillstandzeiten
Kann dann ein zwingend nötiger Tausch der Kugelrollspindeln nicht zügig vorgenommen werden, führt dies zu teuren Stillstandzeiten der betroffenen Maschine. Abhilfe schafft hier Dr. Tretter. Der Anbieter ist dank eines großen Lagers vielfach in der Lage, ohne große Wartezeit die passende Kugelrollspindel zu liefern. Damit dies klappt, werden nicht ausschließlich fertige Kugelrollspindeln vorgehalten. Gerollte Spindeln werden etwa aus Meterware produziert und mit lagerhaltigen Muttern ergänzt. Gewirbelte Spindeln werden nach Zeichnung individuell gefertigt, während geschliffene Spindeln in vielen Typenausführungen sogar ab Lager verfügbar sind.
Dieses Vorgehen ist gerade für Sondermaschinenbauer interessant, da dadurch Maschinen fernab jeden maßlichen Zwangs realisierbar sind. Zudem kann die entsprechende Spindel passgenau zum Einsatzzweck gewählt werden. So empfehlen sich etwa gerollte Kugelrollspindeln immer dann, wenn es nicht um das Positionieren mit allerhöchster Genauigkeit geht, wie etwa in der Logistik. Hier ist die von gerollten Kugelrollspindeln erreichbare Genauigkeit von 52 µ auf 300 mm für die eingesetzten Handling-Automaten völlig ausreichend. Das noch vorhandene Spiel verschwindet zudem komplett, wenn Lasten senkrecht bewegt werden. Auch preislich sind sie sehr interessant: Den Laufmeter gibt es bereits ab 120 Euro, während für eine geschliffene Kugelrollspindel 1200 Euro für die gleiche Länge zu veranschlagen sind.
Wirtschaftlich und zugleich hochgenau
Gewirbelte Kugelrollspindeln sind eine gegenüber den gerollten Ausführungen höherwertigere Variante. Sie werden dort eingesetzt, wo teure, geschliffene Kugelrollspindeln unwirtschaftlich wären. Mit einer Genauigkeit von 23 µ auf 300 mm sind sie deutlich präziser als gerollte Kugelrollspindeln und eignen sich daher überall dort, wo diese Genauigkeit nötig ist.
Reicht selbst eine derartige Genauigkeit nicht mehr aus, sind geschliffene Kugelrollspindeln die richtige Wahl. Diese verfügen über eine Genauigkeit von 12 µ auf 300 mm, was sie für den Einsatz in hochpräzisen Werkzeugmaschinen prädestiniert. Die Laufbahn für die Kugeln ist induktiv auf 60 bis 64 HRC gehärtet, der Kern hingegen weich, sodass die Kugelrollspindel sich elastisch verhält und doch über einen hohen Verschleißwiderstand verfügt. Um den hohen Ansprüchen der Werkzeugmaschinenhersteller zu genügen, muss eine Kugelrollspindel absolut spielfrei laufen. Erreicht wird dies etwa durch Vorspannung mithilfe einer Doppelmutter. Bei geringem Bauraum lässt sich Spielfreiheit auch erreichen, indem exakt zueinander passende Kugeln verwendet werden.
Die eingefüllten Kugeln laufen im verbauten Zustand in einem Kreislauf innerhalb der Kugelrollmutter, weshalb der Lauf sehr leichtgängig ist und der Verschleiß sich auf alle Kugeln verteilt. Interessant sind die verschiedenen Möglichkeiten, wie die Kugeln im Kreislauf bewegt werden.
Beim sogenannten Umlenkstücksystem verläuft ein Kugelumlauf über einen ganzen Gewindegang. Am Ende angekommen, werden die Kugeln durch ein Umlenkstück zum Anfang des Ganges zurückbefördert. Beim Umlenkrohrsystem erfolgt diese Zurückbeförderung über ein Umlenkrohr, während beim Endkappenumlenksystem Rückführbohrungen in einer Endkappe dafür verantwortlich sind.
Expertenwissen für individuelle Anforderungen
Abhängig von der zu bewegenden Last, deren Beschleunigung und der gewünschten Lebensdauer berechnen die Experten von Dr. Tretter per Programm die notwendige Größe der zu den Anforderungen passenden Kugelrollspindel. Zudem helfen sie bei der Auswahl des stimmigen Kugelgewindetriebs, indem sie die Positioniergenauigkeit, die maximale Verfahrgeschwindigkeit und die gewünschte Lebensdauer erfragen.
Die Fachberater geben auch Tipps, aus welchen Werkstoffen die Kugelrollspindel bestehen muss, damit sie im eingesetzten Umfeld problemlos funktioniert. So ist beispielsweise im Lebensmittelbereich ein Korrosionsschutz zwingend nötig, während in der Vakuum- und Reinraumtechnik keine Kunststoffe verwendet werden dürfen, um eine Partikelabgabe zu verhindern.
Nur geschulte Fachleute sollten eine Kugelrollspindel montieren. Durch falsche Handhabung oder gar einen Fall, könnte dieses absolute Präzisionsteil unbrauchbar werden. Keinesfalls sollte zur Montage die Mutter abgenommen werden, da dadurch Kugeln aus ihren Umlaufbahnen herausgeraten könnten und deshalb die Kugelrollspindel wieder zur Montage ins Werk zurückgebracht werden müsste.
Ing. Pavla Janko M. A., Marketingleiterin Dr. Erich Tretter
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