Lineartechnik Spezialaufträge für Kugelgewindetriebe

Für anspruchsvolle Einsätze fertigt August Steinmeyer Kugelgewindetriebe in maßgeschneiderten Spezialausführungen – hier einige außergewöhnliche Anwendungen.

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Kugelgewindetriebe von August Steinmeyer haben beispielsweise in der Raumsonde Philae die Verstellung der Beine übernommen.
Kugelgewindetriebe von August Steinmeyer haben beispielsweise in der Raumsonde Philae die Verstellung der Beine übernommen.
(Bild: Rosetta's Philae touchdown / DLR German Aerospace / CC BY 3.0)

Nicht nur Geheimagenten erhalten Spezialaufträge – auch Hersteller von Kugelgewindetrieben sind ab und zu in spezieller Mission unterwegs. Zudmindest ist das bei der August Steinmeyer GmbH so. „Mit unseren Kugelgewindetrieben sprechen wir auch Märkte, Branchen und Einsatzgebiete an, in denen bislang andere Antriebs-Technologien verwendet wurden,“ erzählt Wolfgang Klöblen, Entwicklungsleiter bei August Steinmeyer. „Wir entwickeln für unterschiedlichste Applikationen individuelle Sonderausführungen, die nicht von der Stange kommen. So können wir garantieren, dass unsere Produkte selbst unter extremen Umweltbedingungen zuverlässig und präzise funktionieren.“

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Durch den Einsatz spezieller Materialien und Schmierstoffe eignen sich die Kugelgewindetriebe des Herstellers zum Beispiel für Hochtemperaturanwendungen wie Ofenzuführungen. Aber auch in Tieftemperaturanwendungen bieten die Kugelgewindetriebe Vorteile und können somit für die Forschung an Supraleitern oder in Kryostaten für Positionieraufgaben verwendet werden. Ebenfalls möglich sind Anwendungen, die eine hohe Strahlungsresistenz erfordern – wie zum Beispiel bei der Aushebung von Brennstäben in Atomkraftwerken. Selbst für Reinraumanwendungen, zum Beispiel in der Optik- oder Elektronikfertigung, lassen sich die Kugelgewindetriebe anpassen.

Wenn Lebensmittel ins Spiel kommen

Auch im Lebensmittelbereich kommen Kugelgewindetriebe zur Anwendung: Zum Beispiel beim Spritzgießen von Schokoladen, beim exakten Schneiden von Käse- oder Wurstscheiben oder in Abfüllanlagen zur Ventilverstellung sowie in Zuführungen und in der Vereinzelung. Hierbei spielt neben der Verwendung härtbarer, nicht rostender Stähle für die Kugelgewinde­triebe auch die Lebensmittelechtheit beziehungsweise Verträglichkeit der verwendeten Fette eine wichtige Rolle. Von Bedeutung ist auch die Abdichtung der Mutter bzw. die Verwendung besonderer Abstreifer – z. B. aus PEEK – und die Art der Umlenkung. Außerdem müssen die Kugelgewindetriebe bei der Reinigung und Desinfektion der jeweiligen Anlage resistent gegenüber aggressiven Medien sein, damit die Bauteile nicht beschädigt werden oder im Nachhinein rosten.

Kugelgewindetriebe in der Medizintechnik

In der Medizintechnik eignen sich die Antriebskomponenten für spezielle Applikationen, die eine äußerst hohe Präzision erfordern, wie die Verstellung von Patientenbetten, die Pumpenfunktion in Beatmungsgeräten oder Positionieraufgaben in MRTs. Auch in Pipettieranlagen kommen Kugelgewinde­triebe aufgrund ihrer Eigenschaften zum Einsatz. Der hohe Wirkungsgrad, die exakte Positioniergenauigkeit, die lange Lebensdauer und geringe Geräuschentwicklung sowie die geringe Abhängigkeit von Schmierungen – die die Umgebung verschmutzen könnten – sind insbesondere im medizinischen Bereich von Vorteil. Im Vergleich zu pneumatischen Anwendungen, besitzt ein Kugelgewindetrieb einen wesentlich höheren Wirkungsgrad und kann damit wirtschaftlicher eingesetzt werden.

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Drei Fragen an Wolfgang Klöblen

Dipl.-Ing. Wolfgang Kloeblen ist Entwicklungsleiter bei der August Steinmeyer GmbH.
Dipl.-Ing. Wolfgang Kloeblen ist Entwicklungsleiter bei der August Steinmeyer GmbH.
( Bild: August Steinmeyer GmbH )

Können Sie sich an eine besonders herausfordernde Anwendung erinnern, in der ihre Kugelgewindetriebe eingesetzt wurden?

Kugelgewindetriebe von August Steinmeyer sind in der Rosetta-Sonde mitgeflogen und haben bei Philae, der ersten Raumsonde, die auf einem Kometen weich landete, die Verstellung der Beine übernommen.

Welche Herausforderungen gab es bei der Entwicklung zu bewältigen?

Die Erschütterungen beim Start im Jahr 2004 sowie die lange Liegezeit bei tiefen Weltraum-Temperaturen bis zur Landung im Jahr 2016 stellten extreme Ansprüche an die Kugelgewindetriebe.

Wie sind Sie bei der Entwicklung des passenden Kugelgewindetriebes vorgegangen?

Zunächst wurde der geeignete Werkstoff ausgewählt, anschließend folgte die Ausarbeitung eines Schmierkonzeptes und letztendlich einige Tests in entsprechenden Temperaturumgebungen.

Auf den Werkstoff kommt es an

Zugrunde liegen diesen Sonderausführungen speziell auf die jeweilige Anwendung zugeschnittene Werkstoffe – insbesondere auch für die Umlenkungen und die Abstreifer – wie rostfreie oder härtbare Stähle, Kunststoffteile aus PEEK oder der Einsatz von Keramikkugeln. Auch eine anwendungsgerechte Schmierung ist für die dauerhafte und zuverlässige Funktion der Kugelgewindetriebe besonders wichtig. So bietet August Steinmeyer zum Beispiel Vakuumfette oder besondere Beschichtungen an, die sich sogar für den Einsatz im Weltraum eignen – zum Beispiel in Satelliten für die Positionierung von Antennen. Ein weiteres Einsatzgebiet sind Untersuchungen mit Röntgenstrahlen in der industriellen Forschung und Entwicklung. Kugelgewindetriebe übernehmen in diesem Bereich beispielsweise die Positionierung der Werkstücke in Laborversuchen.

Neues Gewindeschleifverfahren für Spindeln

Um den Anforderungen spezieller Anwendungen gerecht zu werden, kümmert sich bei August Steinmeyer ein eigenständiges Entwicklerteam um die optimale Zusammensetzung der Komponenten sowie die passende Werkstoffauswahl. Innovative Fertigungstechnologien sollen eine individuelle und bei Bedarf hochpräzise Bearbeitung der Kugelgewindetriebe sicherstellen. So hat das Unternehmen neben der Xi-Plus- und Optislite-Technologie auch ein neues Gewindeschleifverfahren für die Spindeln seiner Kugelgewindetriebe etabliert, womit sich ein sanfterer Lauf der Mutter erzielen lässt, was sich wiederum positiv auf die Lebensdauer und Qualität der Produkte auswirkt.

Die Produktstandards des Unternehmens werden durch ein Qualitätsmanagement-System und zertifizierte Prozesse sichergestellt. Die Unternehmen der Steinmeyer-Gruppe sind nach ISO 9001 zertifiziert. Die Funktionsfähigkeit des Qualitätsmanagement-Systems wird durch Third-Party-Audits und Kundenaudits nachgewiesen. „Mit maßgeschneiderten, branchenübergreifenden Sonderlösungen, die wir zielgerichtet an den Bedarf unserer Kunden anpassen, bieten unsere Kugelgewindetriebe zahlreiche Vorteile – vor allem in Spezialanwendungen“, betont Klöblen abschließend.

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