Anwendung Spindelmutter in Kantenleimmaschine

Technische Daten:
► Was wurde benötigt: Lebenslange Spielfreiheit der Verstelleinheit und damit präziser Leimauftrag ohne Wartungen
► Anforderungen: Kein Verkleben durch den feinen Holzstaub, hohe Präzision, absolute Schmier- und Wartungsfreiheit, Flexibilität bei der Produktion
► Eingesetze Produkte: Anti-Backlash-Trapezgewindemutter, Trapezgewindespindel aus Edelstahl

► Erfolg für den Kunden: Die Spiel- und Wartungsfreiheit des neu entwickelten Verstellsystems hat Brandt so überzeugt, dass daran gedacht wird, grundsätzlich alle Spindeln in den Maschinen auf das wartungsfreie Anti-Backlash-System umzurüsten. „So können wir die Zuverlässigkeit der Maschinen weiter steigern“, ist sich Ralf Garnjost sicher. In den Kantenanleimmaschinen bewähren sich außerdem verschiedene tribo-optimierte Polymerlager in Sonderformen. „Die Schmiermittelfreiheit macht sich in allen Bereichen bezahlt. Schmierung und Staub vertragen sich bei uns an keiner Stelle.“

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Schmier- und spielfreie dryspin Gewindetriebe gewährleisten präzisen Leimauftrag

Was passiert, wenn feine und feinste Holzstäube auf Schmierstoff treffen? Verklebungen sind vorprogrammiert. Die Funktionsfähigkeit von Holzbearbeitungsmaschinen kann nachhaltig beeinträchtigt werden. Ein mittelständisches Unternehmen setzt bei seiner Neuentwicklung eines Kleberauftragssystems für Kantenanleimmaschinen deshalb auf schmiermittel- und wartungsfreie Gewindetriebe mit Anti-Backlash-Muttern, die lebenslang für Spielfreiheit der Verstelleinheit und damit den präzisen Leimauftrag sorgen.

„Die Produktvielfalt bei Möbeln nimmt weiter zu, die Verbraucherwünsche werden immer vielfältiger. Aus diesen Gründen möchten unsere Kunden größtmögliche Flexibilität bei der Produktion“, erläutert der Maschinenbautechniker und Leiter Konstruktion der Brandt Kantentechnik GmbH in Lemgo, Ralf Garnjost. Ob anspruchsvoller Ladenbau, Stückzahl-1-Fertigung für individuelle Wünsche, Wohn- und Schlafmöbel oder funktionelle Büroeinrichtungen: der Spezialist für Kantentechnik, ein Mitglied der weltweit tätigen Homag-Gruppe, bietet für jedes Anforderungsprofil die passende Lösung. „Von der einfachen Einsteigermaschine für den Schreiner um die Ecke bis zur hoch automatisierten Kantenanleimmaschine reicht unserer Baukastensystem mit maßgeschneiderten Maschinen für alle Kundenwünsche und Bearbeitungsaufgaben“, fasst Ralf Garnjost zusammen.

Das Produktprogramm des 1955 gegründeten Unternehmens ist auf alle Trends bei Kundenwünschen und Bearbeitungsaufgaben ausgerichtet. Im Mittelpunkt der Maschinenentwicklung stehen praxisorientierte und wirtschaftliche Lösungen, die Kunden weltweit das bestmögliche Fertigungsergebnis garantieren. Produziert wird mit rund 280 Mitarbeitern in Lemgo; dazu kommen Standorte in Tschechien, Polen sowie in China. Bei einem Exportanteil von rund 80 Prozent und Kunden in über 90 Ländern zählt der Kantenspezialist zu den global führenden Anbietern.

Kleberauftrag mit Präzision
Zu den neuesten Entwicklungen gehört das Kleberauftragssystem QA 45, das ab einer bestimmten Maschinengröße optional zur Verfügung steht. Es zeichnet sich u. a. durch geringe Aufheizzeiten sowie schnelle Umrüstmöglichkeiten und damit eine hohe Flexibilität bei der Verarbeitung von den unterschiedlichsten Klebern, Kanten und Plattenwerkstoffen aus. „Mit dem System wollen wir die Möglichkeit schaffen, den Kleberauftrag zu automatisieren. Damit bieten wir unseren Kunden mehr Bedienkomfort. Der Kleberauftrag geschieht sonst mehr oder weniger nach Augenmaß“, beschreibt Ralf Garnjost die Ausgangslage. „Unser Ziel war es, eine preiswerte, aber trotzdem konstruktiv ausgereifte Lösung zu schaffen, die sich im Betriebsalltag bewährt.“

Zu den Innovationen des neuen Leimauftragssystems gehört neben der automatischen Reinigungsfunktion unter anderem eine spielfreie Verstellung, die in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen igus SE & Co. KG, Köln, realisiert wurde. Das Herzstück dieser Verstellung bildet die Anti-Backlash-Mutter, die als Standardprodukt auf der Hannover Messe Industrie 2010 vorgestellt worden ist. "Backlash" bezeichnet das Umkehrspiel, das in einem Gewindetrieb durch das Axialspiel hervorgerufen wird.

Die Anti-Backlash-Gewindemuttern bieten viele Vorteile:
► Reduzierung des Umkehrspiels über die gesamte Lebenszeit
► Zulässiger Verschleiß wird gewährleistet
► Ungeschmierter und äußerst schmutzempfindlicher Gewindetrieb
► Kein Anhaften von Schmutz und Staub an Schmierstoffen

Im Leimauftragssystem kommen seit mehreren Monaten Anti-Backlash-Spindelmuttern für metrische Gewinde als Sonderentwicklung zum Einsatz: Schmierfrei, vibrations- und geräuschdämpfend sorgen sie für höchste Präzision.

Punktgenauer Verfahrweg
„Alle sonst üblichen Lösungen neigen aufgrund der schwierigen Umgebungsbedingungen in der Holzbearbeitung dazu, im Betriebsalltag wartungsanfällig zu werden“, erläutert der Maschinenbautechniker im Bereich Konstruktion, Thorben Fritz, der maßgeblich für die Entwicklung der Verstelleinheit verantwortlich war. „Aufgrund unserer langjährigen Erfahrung mit tribo-optimierten Gleitlagern von igus in unseren Maschinen waren wir allerdings von Anfang an überzeugt, mit schmiermittelfreien Maschinenelementen die exakte Formatverstellung auf Dauer gewährleisten zu können.“ Im Bereich der Spindelsysteme – bis zu zehn Achseinheiten decken in einer Kantenanleimmaschine die unterschiedlichsten Arbeiten ab − setzt der Kantenspezialist bisher auf Messingmuttern, die allerdings nicht spielfrei sind. Durch das vorhandene Umkehrspiel wird die gewünschte Position nicht immer getroffen, die Wiederholgenauigkeit ist schlecht.

Mit Hilfe der Verstellung wird der Klebeauftrag an den Kanten dosiert. Ist der Verfahrweg nicht genau, kommt es zu Abweichungen von mehreren Zehnteln, was Abstriche an der Qualität des Klebeauftrages zur Folge hat. Aus diesem Grund war bei der Entwicklung des Auftragssystems die spielfreie Verstellung besonders wichtig. Klassische Lösungen wie gegeneinander verspannte Gewindemuttern sind schnell verworfen worden. „Es handelt sich um vielfältige Konstruktionsansätze, die nicht nur sehr aufwändig sind, sondern darüber hinaus ein relativ hohes Antriebsmoment des Aktors benötigen“, verdeutlicht Ralf Garnjost. „Wir versuchen dagegen, unsere Achssysteme mit einem relativ niedrigen Drehmoment anzutreiben.“ Die niedrigen Reibwerte des neuen Spindel-Mutter-Systems sorgen für das benötigte geringe Antriebsmoment.

Es kommt allerdings nicht nur auf die Spielfreiheit der Verstellung an, sondern auch die Themen Wartungsfreiheit, Zuverlässigkeit, Dauerfestigkeit und lange Lebensdauer spielen eine wichtige Rolle. Die Atmosphäre rund um die Kantenanleimmaschinen ist äußerst staubig. Kommen gefettete Systeme wie zum Beispiel Kugelgewindetriebe zum Einsatz, verschmieren und verkleben Holzstaub und -partikel. Der Bereich der Verstellung müsste in diesem Fall gekapselt und kontinuierlich nachgeschmiert werden. Regelmäßige Wartungen, auch an nicht so leicht zugänglichen Stellen, wären die Folge. „Das ist umständlich und teuer, deswegen haben wir von Anfang an auf wartungsfreie Lineartechnik-Komponenten gesetzt“, macht Ralf Garnjost klar. Sie sorgen dauerhaft für die notwendige Betriebssicherheit.

Zum Staub kommen auch die hohen Umgebungstemperaturen, die im Schmelzkleberbereich bei bis zu 200 °C liegen können. Im Umfeld des Kleberauftragsystems betragen sie immerhin noch bis zu 80 °C, die die Funktionsfähigkeit der verbauten Maschinenelemente im Verstellaggregat beeinflussen können. Aber auch hier konnten in Dauertests keinerlei Beanstandungen festgestellt werden. Der Allround-Werkstoff iglidur J sorgt für die notwendige Temperaturbeständigkeit.

Generelle Umrüstung auf wartungsfreie Linearsysteme und Gleitlagerlösungen

Die Spiel- und Wartungsfreiheit des neu entwickelten Verstellsystems hat Brandt so überzeugt, dass daran gedacht wird, grundsätzlich alle Spindeln in seinen Maschinen auf das wartungsfreie Anti-Backlash-System umzurüsten. „So können wir die Zuverlässigkeit der Maschinen weiter steigern“, ist sich Ralf Garnjost sicher. Die Unternehmen arbeiten schon seit einer Reihe von Jahren zusammen. In den Kantenanleimmaschinen bewähren sich außerdem verschiedene tribo-optimierte Polymerlager in Sonderformen. „Die Schmiermittelfreiheit macht sich in allen Bereichen bezahlt. Schmierung und Staub vertragen sich bei uns an keiner Stelle.“

Zurzeit wird außerdem ein Sonderprofil auf Basis der Linearführung drylin W entwickelt, das an den relevanten Stellen abmessungsgleich zu bisher eingesetzten Kugelumlaufführungen ist. „Ohne große konstruktive Änderungen sparen wir damit Teile ein“, bilanziert abschließend Ralf Garnjost. „Das rechnet sich nicht nur bei der Lagerhaltung, dem Einkauf und der Montage, sondern im Falle von Wartung und Instandhaltung vereinfacht sich der Tausch der entsprechenden Teile.“

igus Maschinenmodul mit mehreren präzisen Antriebs- und Führungselementen in einer Industrieanlage.

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