Eindeutige Lastverhältnisse, hohe Geschwindigkeiten und Beschleunigungen sowie kurze Zykluszeiten: „Das sind die Anforderungen, die wir mit diesem Teile-Handling erfüllen müssen“, sagt Rudolf Bender, Konstrukteur bei MA. Bei der beschriebenen Anlage handelt es sich um ein Linearsystem, das bei der Spritzgießmaschine eines Endkunden nachgelagert ist. „Auf der Maschine sollen 640 Pipettenspitzen in der Minute hergestellt werden, die bei der Auswertung von Corona-PCR-Test im Labor zum Einsatz kommen“, so Bender weiter. Das Handling-System nimmt die Bauteile am Spritzkopf auf und führt sie rasch der weiteren Verarbeitung zu.
Linearführung im Dauerlauf
Beim Testaufbau des Teile-Handlings fiel das Führungssystem für die Horizontal-Achse im Dauerlauf zweimal nach fast identischer Einsatzzeit zu früh aus. „Wir waren gezwungen, die Gesamtlösung systematisch zu betrachten“, erklärt Bender „Dadurch rückte für uns vor allem die mechanische Belastung der Laufwagen und der Schienen in den Fokus.“ Die Verantwortlichen wandten sich an Rainer Klimek von THK. Gemeinsam mit dem Vertriebspartner Indunorm Bewegungstechnik beurteilte er vorab die Schienengröße für die reale Ausführung der Achse. Da die Schnittstellen der vorherigen Schiene auf dem Teststand mit der THK-Komponente zum Achskörper identisch waren, lief der Umbau problemlos. „Auf dem Teststand lief unsere Lösung im Dauerbetrieb um den Faktor 5 länger als die Komponente des Wettbewerbers“, so Indunorm-Experte Ulrich Haas, der MA betreut.
Indunorm liefert nicht nur Maschinenteile und Linearachssysteme. Das Portfolio umfasst auch die technische Beratung vor Ort. Die Mitarbeiter wählen für die jeweilige Anwendung die passenden Produkte aus und berechnen die benötigten Spindel- und Führungsgrößen. Als Führungssystem bei MA kommt die Baureihe SSR von THK mit einer Länge von 3m zum Einsatz. In der Handling-Einheit befindet sich eine horizontale Achse mit jeweils zwei dieser Schienen, auf denen jeweils zwei Wagen rund um die Uhr im Dreischichtbetrieb mit hoher Geschwindigkeit hin- und herfahren „Das Besondere an der SSR-Linearführung ist ihre Kugelkette“, sagt Haas. „Sie ermöglicht die kontrollierte Zirkulation der im Umlauf gleichmäßig verteilten Kugeln. Eine Reibung untereinander kann so nicht entstehen.“ Das sorgt für die sehr guten Schnelllaufeigenschaften. Das Schmierfett, das sich im Schmierstoffreservoir befindet, wird durch die Rotation auf die Kontaktfläche zwischen den Kugeln und der Kugelkette aufgebracht. Dadurch entsteht ein permanenter Schmierfilm auf den Kugeloberflächen. Weil dieser nicht abreißt, lassen sich extrem lange Nachschmierfristen erzielen.
„Entscheidend für uns war jedoch der geometrische Aufbau der Schiene“, berichtet Bender. „Bei der SSR-Baureihe hält die vertikale Ableitung der auf Schiene und Laufwagen einwirkenden Last die Belastung in den Wälzkörpern auf dem geringstmöglichen Level. Dadurch können wir eine verhältnismäßig kleine Schiene und damit auch einen leichteren Laufwagen nutzen.“ Damit bleibt die zu bewegende Masse gering und ermöglicht die für die Aufgabe erforderliche Dynamik bei einer in dieser Größenklasse guten Standzeit. Die Laufwagen lassen sich im Zuge einer vorausschauenden Instandhaltung tauschen. Dabei verbleiben die Führungsschienen auf dem Achskörper. So werden die Achsen in einen quasi-Neuzustand zurückversetzt. „Gerade dieser preiswerte Tausch auf den Schienen hält die Wartungskosten für den Endkunden auf einem niedrigen Stand und sichert ihm die weitere Verfügbarkeit des Gesamtsystems“, versichert Haas.
Erfolgreiches Projekt
Gemeinsam mit Indunorm und den THK-Komponenten konnte MA Micro Automation Parameter wie Standzeit, Schmierung und Schmierintervalle, Werkstoffattribute und Geometrie, Vorspannung und Genauigkeit unter Kostenaspekten verbessern. „Indunorm bietet uns kurze Lieferzeiten auch für kundenspezifische Varianten“, so Bender. „So können wir im Bedarfsfall die Zeit für Beschaffung und Einbau der Führungen in unsere Achsen reduzieren. Die Erfahrungen bei der Entwicklung dieser Achse wird sicher bei zukünftigen vergleichbaren Aufgabenstellungen zur Nachahmung anregen.“
