Kugelbuchsen Drehmomentkugelbuchsen ersetzen Linearführung in Lackieranlage

In den Beschichtungs- und Lackieranlagen von Sprimag hält eine Absaugung den Bauraum sauber - wenn sie groß genug ist. Der Platz ist allerdings knapp. Die Lösung: statt der bisherigen Schienenführung werden nun Drehmomentkugelbuchsen von Dr. Tretter eingesetzt.

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Zunehmend konzentrieren sich Hersteller auf ihre Kernkompetenzen und setzen montagefertige Maschinenelemente ausgewählter Zulieferer ein. Von diesen Partnerschaften profitieren alle Beteiligten: Hersteller, Zulieferer und vor allem die Endkunden. Nicht anders beim Sondermaschinenbauer Sprimag: Um schnell auf Kundenanforderungen zu reagieren und gleichzeitig seine Lackieranlagen leistungsfähiger zu machen, ersetzt er Linearführungen durch die Drehmomentkugelbuchsen von Dr. Tretter. Die Maschinen sind jetzt zudem robuster und prozesssicherer.

Der schwäbische Sondermaschinenbauer Sprimag entwickelt und baut automatisierte Beschichtungs- und Lackieranlagen sowie die passende Applikationstechnik. Angefangen vom Spritzapparat über Membranpumpen, Materialdruckregler und Farbwechselsystem bis zu kompletten Lackversorgungen einschließlich Farbmischanlagen. Im hauseigenen Anwendungszentrum werden ständig neue Applikationstechniken entwickelt und vorhandene Produkte optimiert.

"Der hohe Engineeringanteil ist ein wichtiger Aspekt, der uns von unseren Wettbewerbern abhebt", sagt Konstruktionsleiter Dietmar Ramminger. Am Hauptsitz in Kirchheim/Teck entwickelt und fertigt Sprimag die kompletten Anlagen selbst. Das Unternehmen beschäftigt dort rund 160 Mitarbeiter. Niederlassungen gibt es in den USA und in Brasilien.

Maschinenelemente müssen in Lackieranlage präzise arbeiten

Die Beschichtungs- und Lackieranlagen von Sprimag sind Bestandteile von Fertigungslinien. Ist das Aluminiumbauteil tiefgezogen und zum Beispiel zur Tube geformt, mit Gewindering und Beschnitt versehen, kommen die Maschinen von Sprimag ins Spiel: Die Aluminiumteile werden mit Vakuumtrommeln aufgenommen, in Futter eingestoßen und dann auf eine Geschwindigkeit von bis zu 3 000 Umdrehungen in der Minute beschleunigt. Anschließend fahren Spritzapparate, die mit einer Düsenverlängerung ausgestattet sind, in das Innere der Bauteile hinein und lackieren sie von Innen aus. Hierfür müssen alle Maschinenbauteile und -elemente präzise arbeiten, so dass die Lanzen zielgenau in die Tuben einfahren können um von innen zu lackieren. Die Produktionsleistungen dieser Anlagen liegen je nach Ausbaustufe bei bis zu 250 Tuben oder Dosen in der Minute. Es geht also in jeder Hinsicht "voll zur Sache" - das betrifft im Besonderen auch die verwendeten Maschinenelemente.

Bei der Umsetzung dieser Sondermaschinen spielt Qualität eine sehr große Rolle. "Wir haben hohe Erwartungen an unsere Zulieferer und geben uns nur mit Spitzenprodukten zufrieden. Wir haben unsere Erfahrungen gemacht und gehen deshalb auch keine Kompromisse ein." so Dietmar Ramminger. Bauelemente wie Kugelbuchsen, Wellen, Schienenführungen und Schwerlastkugelrollen bezieht Sprimag deshalb unter anderem von dem Zulieferunternehmen Dr. Tretter. Das Unternehmen gehört schon seit 1994 zu den Partnern von Sprimag.

Teil 2: Warum Drehmomentkugelbuchsen die Lösung für Sprimag sind

Platzsparende Drehmomentkugelbuchsen als Alternative zu Linearführungen

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, da sich im Bauraum auch ein Großlager befindet, in dem die Schienenführung für die Hubbewegung der Spritzeinheit sitzt. "Als Kunden ihre Maschinen reklamierten, weil wegen verschmutzter Bauteile die Absaugung nicht perfekt funktionierte, mussten wir schnell reagieren", sagt Dietmar Ramminger.

Wie also den Bauraum in der Maschine minimieren und damit mehr Platz für die Absaugung schaffen? Eine Möglichkeit: die Führungsart der Spritztechnik ändern. Linearführungen benötigen mehr Platz, daher musste eine Alternative her. "Bevor wir Linearführungen in unseren Maschinen einbauten, setzten wir Kugelbuchsen ein. Doch durch immer höhere Lasten, durch immer höhere Wegstrecken der Lanzen in den Tuben und durch immer höhere Leistungen, die erbracht werden müssen, sind wir auf Schienenführungen umgestiegen. Kugelbuchsen fielen somit als Alternative aus." Erst im Internet seien sie auf die Drehmomentkugelbuchsen von Dr. Tretter gestoßen, erinnert sich der Konstruktionsleiter.

Drehmomentkugelbuchsen für hohe Drehmoment- und Stoßbelastungen

Dr. Tretter liefert an Sprimag Drehmoment-Flanschkugelbuchsen mit Welle. Diese Drehmomentkugelbuchsen sind Antriebselemente zur Drehmomentübertragung bei gleichzeitiger Translationsbewegung. Bei diesem hochpräzisen Längsführungssystem haben Buchsen und Welle Kugellaufbahnen mit gotischem Profil. Aufgrund ihres Vier-Punkt-Kontakts mit leichter Vorspannung, können die Drehmomentkugelbuchsen auf engem Bauraum hohe Drehmoment- und Stoßbelastungen aufnehmen.

Über die Kugelgröße lässt sich dieses System spielfrei einstellten und über eine entsprechende Vorspannung die Steifigkeit erhöhen. 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.

Teil 3: Was die Drehmomentkugelbuchsen im Einsatz auszeichnet

Abstreifer schirmen Führungsbahnen vor Nasslack und Pulver ab

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. Diese Abstreifer schirmen die Führungsbahnen 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", resümiert Dietmar Ramminger.

Die Wandstärken und Kugeldurchmesser der Drehmomentkugelbuchsen sind optimiert, um eine kompakte Konstruktion zu ermöglichen. Durch den Flansch lässt sich die Buchse leicht montieren. Bei all diesen Vorteilen der Drehmomentkugelbuchsen können sie die gleichen Lasten aufnehmen und sind genauso leistungsstark wie Schienenführungen. In die Maschinen werden vier Wellen mit je zwei Drehmoment-Flanschkugelbuchsen eingebaut. Diese Buchsen sind so leistungsgerecht ausgelegt und hochwertig gefertigt, dass montagefertige Standard-Elemente zum Einsatz kommen.

Drehmomentkugelbuchsen mit langer Lebensdauer

"Die Drehmomentkugelbuchsen sind zwar etwas teurer als die Schienenführungen", so Dietmar Ramminger, "doch das gleicht die Langlebigkeit dieser Antriebselemente wieder aus." Der Konstruktionsleiter spricht die Kilometerzahl an, die diese Antriebselemente im Jahr zurücklegen müssen: Wenn der Maschinentakt auf 250 Teile in der Minute 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 Kilometer Hubweg zurück.

Die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen Dr. Tretter und Sprimag bewährt sich nun schon seit einigen Jahren. "Wir haben einen hohen Anspruch an die Maschinenteile", sagt Ramminger: "Wir haben schlechte Erfahrungen mit Produkten anderer Zulieferer gemacht, besonders aus dem Lagerbereich." Deshalb setzt der schwäbische Sondermaschinenbauer nur noch auf ausgewählte Zulieferer – und auf Spitzenprodukte. Denn die Kosten, die entstehen, wenn später in der Produktion ein Maschinenelement ausfällt, sind um ein Vielfaches höher. Das gilt besonders, wenn sich der Kunde im Ausland befindet. (mi)

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