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Profilschienenführung Sondermaschinenbauer setzt auf Alu-Profilschienenführungen

| Redakteur: Ute Drescher

Besonders Sondermaschinenbauer müssen flexibel auf die Anforderungen ihrer Kunden reagieren können, um wettbewerbsfähig zu sein. Damit ist erst recht von deren Zulieferern eine hohe Flexibilität gefordert. Die During GmbH setzt deshalb auf die montagefertigen Maschinenelemente von Dr. Tretter.

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Implantate aus Titan werden eingefärbt, damit bei Operationen auch die richtigen Elemente zum Einsatz kommen.
Implantate aus Titan werden eingefärbt, damit bei Operationen auch die richtigen Elemente zum Einsatz kommen.
(Bild: Dr. Tretter)

Implantate werden häufig aus Titan hergestellt“, weiß Denis During. Er kennt sich aus. Denn der Geschäftsführer der During GmbH in Mühlacker-Enzberg bei Pforzheim ist ein leidenschaftlicher Motorradfahrer und trägt nach einem Unfall selbst Implantate im Rücken. „Befestigt wurden die Röhrchen und Platten mit Schrauben an der Wirbelsäule“, erinnert er sich. Bei solchen Operationen darf nichts schief gehen. Es gäbe beispielsweise Fälle, bei denen versehentlich das falsche Implantat oder die falschen Schrauben eingesetzt wurden, sagt During. Deshalb werden diese in der Regel eingefärbt. Ein Vorgehen, das auch bei Operations-Bestecken genutzt wird. In violett, gelb oder hellgrün können sie den jeweiligen Operationsschritten genau zugeordnet werden. Ein etabliertes Verfahren, um Titan-Implantate zu färben, ist das Anodisieren in verdünnter Säure oder in starken Basen.

Individuell abgestimmte Anlagen

Die During GmbH, sollt nun eine Oberflächenbehandlungsanlage liefern, die diesen Färbeprozess automatisiert. Der Auftraggeber färbte OP-Bestecke und Implantate bisher manuell ein: Mitarbeiter brachten die Werkstücke an Gestellen an und tauchten diese in die Bäder zur Vorbehandlung und zum Anodieren. „Eigentlich entwickeln wir Anlagen und Maschinen für die Umwelttechnik oder die Schmuckindustrie“, beschreibt During sein Unternehmen.

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Die bewährten Elektropolieranlagen finden vor allem in der Schmuckindustrie ihre Abnehmer, um Silberschmuck wie Uhrengehäuse, Ringe oder Ketten zu verschönern. Für den speziellen Einsatzfall des Medizintechnik-Herstellers hat der Sondermaschinenbauer eine solche Maschine modifiziert. Dabei spiele allerdings Flexibilität und Qualität der Zulieferer eine große Rolle, hat Konstruktionsleiter Alfred Pillin die Erfahrung gemacht. „Denn diese müssen sich auf unsere neuen Anforderungen schnell anpassen können.“ Ein Beispiel einer erfolgreichen Kooperation bei der Entwicklung moderner, wettbewerbsfähiger Maschinen ist die seit mehreren Jahren bestehende intensive Zusammenarbeit mit der Dr. Erich Tretter GmbH + Co. aus dem schwäbischen Rechberghausen.

Aus drei Anlagen wird eine

„Wir stellen zum Beispiel Stahlrahmen oder Behälter aus Kunststoff selbst her. Viele Maschinenteile kaufen wir aber auch zu. Dazu gehören Antriebselemente und Schienenführungen von Dr. Tretter“, beschreibt Alfred Pillin. Weil die Anlage für den Medizintechnik-Hersteller mehr Verfahrensschritte erfordert als das Elektropolieren von Silberschmuck, hat During für diesen Anwendungsfall drei Anlagen aneinandergekoppelt. An der Beladestelle bestückt ein Mitarbeiter den Träger mit den Implantaten. Als Aufnahme für die Werkstücke und der Antriebseinheit, kommen – je nach Stärke der Base oder Säure – Linearschienenführungen aus Aluminium oder aus Edelstahl von Dr. Tretter zum Einsatz. Dabei ist je eine Schiene horizontal und eine vertikal angeordnet. Die Bewegung der Horizontalschiene beträgt 4.700 mm, die der Vertikalschiene 500 mm. In den Bädern findet zusätzlich eine Drehbewegung statt. Wie viele Bauteile in einem Arbeitsgang aufgenommen werden können, hängt von ihrer Größe ab. Es lassen sich beispielsweise bis zu 50 Schrauben auf einen Träger anbringen oder bis zu vier lange Arterienklemmen. Die verschiedenen Träger können über ein Schnellspannsystem innerhalb von 2 min gewechselt werden.

Mit Aluminiumprofilen sparen

Profilschienenführungen haben sich als Standardlösung für lineare Bewegungen durchgesetzt. Sie sorgen für hohe Führungsgenauigkeiten und Steifigkeiten. Kommt es auf Kosten- und Gewichtseinsparung an – beispielsweise bei einfachen Handhabungs- und Positionierbewegungen wie bei dieser Anlage – können Profilschienenführungen aus Aluminium im Vergleich zu Ausführungen aus Stahl die deutlich rentablere Lösung sein.

Dr. Tretter hat die einst als E-Line bekannten Schienenführungen von Bosch Rexroth im Programm. Diese stellt in Lizenz die Schweizer Alulineartechnik AG her, die Alleinvertretung in Deutschland hat Dr. Tretter übernommen. Die Schienenführungen haben einen wesentlichen Vorteil: sehr geringe Reibung – verbunden mit extrem geringem Verschleiß. Ihre Führungsgenauigkeit bleibt über die gesamte Lebensdauer nahezu konstant. Bei diesen Schienenführungen besteht der Grundkörper der Schiene und des Führungswagens aus einer Aluminium-Knet-Legierung. Sie sind eloxiert und sorgen damit für eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit. Durch Stahleinlagen in Niro-Ausführung sind die Aluminiumführungen belastbar und zugleich rund 60 % leichter als entsprechende Ausführungen aus Stahl.

Für die Oberflächenbehandlungsanlage kommen die Aluminiumführungen in der Baugröße 25 mit Flanschwagen zum Einsatz. Diese laufen auf zwei Kugelreihen, die über die Profilschiene ablaufen. Genau wie bei Hochleistungs-Kugelschienenführungen lenken stirnseitige Kunststoff-Umlenkkörper die Kugeln um. Dadurch begrenzt nur die Schienenlänge den Hub der Führungen. Die Kugelführungswagen liefert Dr. Tretter serienmäßig erstbefettet. Diese Erstbefettung ist auf eine Lebensdauerschmierung von 30.000 km ausgelegt, wenn bestimmte Betriebs- und Umgebungsparameter eingehalten werden. Die Bewegungen erfolgen dabei sehr leicht und präzise. „Die Führungswagen nehmen die Belastungen in allen vier Richtungen gleichmäßig auf. Damit sind sie unabhängig von der Belastungsrichtung“, erläutert Pillin. Aufgrund ihrer Bauweise sind zudem deutlich größere Parallelitäts- und Höhenabweichungen der Montageflächen zulässig. Die Schienenführungen lassen sich teilweise sogar auf unbearbeiteten Montageflächen befestigen. Denn der Aluminiumkörper gleicht kleine Unebenheiten aus und stellt so geringe Anforderungen an den Unterbau.

Die Schienenführungen sind in den Abmessungen nach DIN 645-1 erhältlich. Damit haben sie die gleichen Anschlussmaße wie alle gängigen Schienenführungen aus Stahl. Dr. Tretter liefert die Schienen mit Längen bis zu 4.000 mm. Bei mehrteiligen Schienen sind die Enden auf Stoß gefertigt und eindeutig gekennzeichnet. „Wir setzen unterschiedliche Schienenlängen ein, je nach Größe des Teils, das bearbeitet werden soll“, verdeutlicht Pillin. „Diese reichen von etwa 700 bis 1.600 mm.“ During verwendet für diese Anlage die Schienenführung in der Genauigkeits- und Vorspannklasse 0. Diese entspricht den typischen Anforderungen für einfache Positionier- und Handlingaufgaben, bei denen ein geringes Spiel von bis zu zehn Mikrometern vorliegt. Mit den Linearführungen aus Aluminium hat die During GmbH Maschinenelemente im Einsatz, die alle Anforderungen erfüllen, eine hohe Laufleistung gewährleisten und zudem kostengünstig sind.

Reibungsloser Prozess

Um das Titan mit einer homogenen Oxidschicht und damit einer gleichmäßigen Farbwirkung versehen zu können, muss zunächst die natürliche Oxidschicht durch Beizen sorgfältig und vollständig entfernt werden. Dazu kommen unterschiedliche Säuren zum Einsatz. Die Vorbehandlung kann bis zu 5 min betragen. Nach dem Beizvorgang fährt der Träger mit der Aufnahme in horizontaler Richtung zur nächsten Station, in der die Titan-Teile mit destilliertem Wasser zwischengespült werden, um eine Verschleppung der Beize zu verhindern. Anschließend werden die Werkstücke schnell ins Anodisierbad getaucht, um eine Oxidschicht, die sich sonst an der Luft in nur wenigen Sekunden bildet, zu verhindern. Während des Färbeprozesses wird anodisch eine Spannung von bis zu 120 V angelegt. Jede Voltzahl erzeugt eine andere Farbe. Potenzialverschiebungen oder schlechte Kontakte und damit eine falsche Spannungen können zu unterschiedlichen Farbausprägungen führen. Die Teile kommen nun wieder in Spülbäder, anschließend werden sie getrocknet. Insgesamt ist die Anlage mit zehn Becken ausgestattet. Die Aufnahme mit den Werkstücken fährt nun zum Endladeplatz. Um die Werkstücke nacheinander zu den einzelnen Stationen zu transportieren, ist eine Schienenführung aus Edelstahl von Dr. Tretter mit einer Länge von 4,70 m im Einsatz. „Wir kennen nicht viele Unternehmen, die uns Komponenten in dieser Größe liefern können. Wir mussten diese nur noch auf die erforderliche Länge kürzen“, ist Pilin zufrieden. (ud)

Motek 2013: Halle 5, Stand 5538

Kurzes Firmenportrait von Dr. Tretter im Film

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