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Schmierfrei in Bewegung

Tribo-optimierte Polymerlager im Werkzeugmaschinenbau

In Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren sind heute an vielfältigsten Stellen Polymer-Lager verbaut. So zum Beispiel neuartige Hybridlager für die Führung von Magazinschiebetüren, Rundtischlager für das Bewegen von Bedienpulten oder Gelenklager für die Umlenkung von Zahnriemenantrieben. Sie sind leicht, robust und schmierfrei und müssen nicht – wie metallische Buchsen – gefettet oder geölt werden. Aufgrund der hohen Komplexität heutiger Maschinen stellt die Niles-Simmons Industrieanlagen GmbH höchste Anforderungen an die Einzelkomponenten und bezieht seine Lieferanten bereits frühzeitig in den Konstruktionsprozess ein. An vielen wichtigen Maschinenteilen setzt der Anlagenbauer heute auf igus-Produkte.

Steckbrief

  • Was wurde benötigt: konfektionierte Kunststoff-Energieketten, "drylin W"-Linearführungen, igubal-Gelenklager, Hybrid-Linearlager, Polymer-Rundtischlager
  • Anforderungen: viele Bewegungszyklen erfordert besonders schmier- und wartungsfreie sowie verschleißfreie Komponenten
  • Branche: Werkzeugmaschinenbau
  • Erfolg für den Kunden: einfaches Auf- und Abbauen der Rundtischlager, die als Einheitskomponenten vorliegen, Werkstoff "iglidur J" gewährt Schmier- und Wartungsfreiheit und besonders hohe Verschleißfestigkeit, auch Hybrid-Linearlager von igus sind schmier- und wartungsfrei und senken die benötigten Antriebskräfte in der Anlage 

Bedienpult Maschinen ein eigenes Gesicht geben: Selbst das Bedienpult an dieser Werkzeugmaschine von Niles-Simmons Industrieanlagen GmbH, Chemnitz, ist selbst konstruiert. Es ist leicht drehbar und es lassen sich Hubbewegungen realisieren.

Problem

Das internationale Unternehmen Niles-Simmons Industrieanlagen GmbH konzentriert seine Geschäftsaktivitäten auf Forschung, Entwicklung, Herstellung und Vertrieb von Werkzeugmaschinen. Die Philosophie des Maschinenbauers ist es, Produkte von höchster Qualität und Innovation herzustellen und diese global zu vermarkten. Am Hauptstandort in Chemnitz sind rund 350 Mitarbeiter tätig, innerhalb der gesamten NSH-Gruppe sind es über 1.100 Mitarbeiter weltweit.
Das Multiproduktspektrum des Unternehmens basiert dabei konkret auf sechs verschiedenen Maschinenkonzepten, aufgeteilt auf die Luft- und Raumfahrt-, die Automobil-, Eisenbahnindustrie, dem allgemeinen Maschinenbau sowie dem Werkzeug- und Formenbau. Typische Produkte sind horizontale CNC-Drehmaschinen, CNC-Dreh-Fräs-Bohr-Bearbeitungszentren, sowie hochpräzise Fräszentren. Hinzu kommt die Planung und Realisierung kompletter Fertigungslinien für die Automobilindustrie sowie Werkstätten zur Reparatur und Herstellung von Eisenbahnradsätzen im Rahmen der NSH-Gruppe. Durch die modulare Bauweise und die Möglichkeit der Aufnahme von Zusatzaggregaten werden die Maschinen auf teilespezifische Anforderungen der Kunden ausgelegt und gefertigt. Die Bearbeitungszentren für die unterschiedlichsten Werkstückgrößen besitzen ein kompaktes, sehr ergonomisches und bedienungsfreundliches Design. Dazu kommen eine ausgezeichnete Service- und Wartungsfreundlichkeit.
In den verschiedensten Anlagenteilen werden dabei heute igus-Produkte eingesetzt. In den Maschinen unterliegen die meisten Elemente dabei vielen Bewegungszyklen und müssen daher in erster Linie besonders schmier- und wartungsfrei sein. Auch verschleißfeste Teile, die die sich ständig wiederholenden Arbeitsabläufe mitgehen, sind hier gefragt.

Lösung

Seit vielen Jahren arbeitet der Maschinen- und Anlagenbauer mit igus zusammen. Zahlreiche igus-Produkte sind in den Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren von Niles-Simmons verbaut. Neben konfektionierten Kunststoff-Energieketten sind das zum Beispiel auch "drylin W"-Linearführungen mit polymeren Gleitelementen, die beweglich im Maschinenraum aufgehängt sind. Weiter kommen igubal-Gelenklager sowie Hybrid-Linearlager und Polymer-Rundtischlager bei verschiedenen Hilfsbewegungen zum Einsatz.
Für das Bewegen der Bedienpulte setzt Niles-Simmons inzwischen schmier- und wartungsfreie iglidur Polymer-Rundtischlager ein. Das Tragarmsystem für die Bedienpulte war früher als Kompletteinheit von einem Zulieferer bezogen worden. Da man den Kunden von Niles-Simmons aber "ein eigenes Gesicht" geben möchte, entschied man sich für die Konstruktion eines eigenen Bedienpults, das auch optisch zum jeweiligen Bearbeitungszentrum passt. Dieses sollte leicht drehbar sein und es müssen sich Hubbewegungen realisieren lassen. Heute kommen im neu konstruierten Bedienpult zwei Polymer-Rundtischlager jeweils als komplette Einheit zum Einsatz. Die polymeren Gleitelemente sind aus dem Werkstoff "iglidur J" gefertigt. Neben dem Hauptnutzen, der Schmier- und Wartungsfreiheit, sind die Rundtischlager hoch verschleißfest. Überdies sorgen die niedrigen Reibwerte für eine geringe Betätigungskraft beim Schwenk des Pultes.
Weiterer Vorteil ist der einfache Ab- und Aufbau der Bedienpulte, da die Rundtischlager eine Kompletteinheit darstellen. So wird beim Zusammenbau der Baugruppe, die lediglich angeschraubt wird, viel Zeit gespart. Im Falle des beschriebenen Bedienpultes kommt ein Sonderlager zum Einsatz. Wenn sich jemand unsachgemäß auf dem Bedienpult abstützt, wirken hohe Drehmomente auf das Lager. Die speziellen Lager nehmen eine wesentlich höhere Belastung auf sodass der Kunde jederzeit auf der sicheren Seite ist.

Magazinschiebetüren Magazinschiebetüren an Werkzeugmaschinen bzw. Bearbeitungszentren: Zum einen wünschen Kunden heute, dass diese nicht zu leichtgängig sind. Gleichzeitig aber darf der Kraftaufwand beim Aufschieben auch nicht zu groß sein.
Magazinschiebetüren Neuartiges Hybrid-Linearlager (Bild mitte) für die Führung der Magazinschiebetüren. Die Hauptlast liegt auf der Rollenlagerung, die das erforderliche Antriebsmoment reduziert. Die Kunststoffgleiter fangen eventuelle Querkräfte ab.

igus Hybrid-Linearlager für Magazinschiebetüren

Ein weiteres Beispiel für tribologisch optimierte Kunststofflösungen ist auch das Hybrid-Linearlager für ein sicheres Führen von Magazinschiebetüren. Alle Werkzeugmaschinen bzw. Bearbeitungszentren sind mit solchen Schiebetüren ausgestattet. Die Magazinhäuser werden für den Transport komplett abgebaut, einschließlich aller Führungen, und beim Kunden möglichst ohne große Einstellarbeiten wieder aufgebaut. Dabei lautet der Kundenwunsch, dass die Schiebetüren nicht zu leichtgängig sein dürfen. Gleichzeitig aber darf der Kraftaufwand beim Aufschieben auch nicht zu groß sein. Bei diesen sogenannten untergeordneten Bewegungen spielen Hybrid-Linearlager ihre Stärke aus. Sie dürfen nicht verkanten, sollen leise sowie ebenfalls schmier- und wartungsfrei sein.
Die neuen Hybrid-Linearlager „drylin WJRM“ senken Antriebskraft insbesondere bei manuellen Tür-, Schutztür-, Schiebetür- und Schleusenverstellungen. Sie kombinieren die spezifischen Vorteile von Gleit- und von Rollbewegungen. Die Hauptlast liegt auf der Rollenlagerung, die das erforderliche Antriebsmoment reduziert. Die Kunststoffgleiter fangen eventuelle Querkräfte ab. Auch in dieser Anwendung liegt das Hauptgewicht beim Bewegen der Arbeitstür auf der Rolle. Hinzu kommt ein äußerst beengter Bauraum. Das Hybrid-Linearlager misst dazu in der Höhe lediglich 18 mm. In den Magazinschiebetüren kommt es als Einzelschiene zum Einsatz. Das Aluminiumprofil, welches zum System gehört, rechnet sich bei Änderungen. Es kann sehr leicht nachbearbeitet werden, Bohrungen können gesetzt oder abgelängt werden.

Linearsysteme