Kugelgewindetriebe nach Kundenwunsch: Spezialanwendungen im Fokus

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Ob besonders hohe oder niedrige Temperaturen, extreme Strahlungsbelastung oder reinigungsintensive Umgebungen – die Kugelgewindetriebe von August Steinmeyer bieten vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Für besondere Anwendungen in einem anspruchsvollen Umfeld fertigt das Unternehmen maßgeschneiderte Spezialausführungen, die selbst außergewöhnlichen Anforderungen gerecht werden.

Die hochpräzisen Kugelgewindetriebe von August Steinmeyer bestehen aus einem Spindel-Muttern-System mit Kugeln als Wälzelementen. Die Kräfteübertragung erfolgt über die Kugeln, die in einem Rückführungssystem zwischen der Laufbahn der Mutter und dem Gewinde der Spindel zirkulieren. Kugelgewindetriebe gewährleisten eine spielfreie und dynamische Umsetzung von Dreh- und Längsbewegungen. Verglichen mit konventionellen Gleitgewindetrieben zeichnen sie sich durch weniger Reibung und Verschleiß sowie eine höhere Steifigkeit, Positioniergenauigkeit und einen höheren Wirkungsgrad aus.

Das Produktspektrum reicht von Schwerlast-Kugelgewindetrieben, die etwa in Spitzgussmaschinen oder Hubtischen zum Einsatz kommen, über Miniatur-Kugelgewindetriebe für Anwendungen in der optischen Industrie, Medizintechnik oder Mechatronik mit wenig Bauraum bis hin zu Präzisions-Kugelgewindetrieben für den Werkzeugmaschinenbau.

Die Anatomie des Kugelgewindetriebes passt zu jeder Anwendung

Für die Zusammensetzung der Kugel­gewindetriebe verfügt der Hersteller über ein komplettes Baukastensystem mit Komponenten, die nach Bedarf kombiniert werden können. Dazu zählen verschiedene Muttern­typen für Kugel­gewindetriebe mit Spindel-Nenndurchmessern von drei bis 160 Milli­metern, verschiedene Mutterausführungen – mit Flansch oder Gewinde beziehungsweise zylindrisch – und unterschiedliche Tragzahlen aufgrund der unterschiedlichen Kugelgrößen, Gangzahlen und Anzahl der Umläufe. Die Auswahl von Mutter, Kugeldurchmesser, Umlenkung, Abstreifer und Schmierung übernimmt der Hersteller, um individuelle Anforderungen an die Präzision, Lebensdauer, Belastbarkeit oder Zuverlässigkeit zu erfüllen. „Bei konstruktiven Größen wie Steigung, Nenndurchmesser, Spindellänge, Lagerung, Einbaulage und Zapfenausführung richten wir uns nach Kundenvorgaben“, berichtet Wolfgang Klöblen, Entwicklungsleiter bei August Steinmeyer. „Um eine möglichst hohe Qualität unserer Kugelgewindetriebe zu gewährleisten, prüfen wir außerdem die Vorspannung sowie die Laufeigenschaften.“

Für spezielle Anwendungen die passende Lösung

Durch den Einsatz spezieller Materialien und Schmierstoffe eignen sich die Kugelgewindetriebe zum Beispiel für Hochtemperaturanwendungen wie Ofenzuführungen. Aber auch in Tieftemperaturanwendungen bieten die Kugelgewindetriebe viele 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, etwa in der Optik- oder Elektronikfertigung, lassen sich die Kugelgewindetriebe aus Albstadt entsprechend anpassen. So kann beispielsweise die Montage unter Reinraumbedingungen erfolgen, inklusive der Reinigung der Bauteile.

Sauberkeit und Hygiene stehen an erster Stelle

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 beziehungsweise die Verwendung besonderer Abstreifer – etwa 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.

Auch in der Medizintechnik eignen sich die Antriebskomponenten für spezielle Applikationen wie zum Beispiel für die Verstellung von Patientenbetten, die Pumpenfunktion in Beatmungsgeräten oder Positionieraufgaben in MRTs, die eine äußerst hohe Präzision erfordern. Auch in Pipettieranlagen kommen Kugelgewindetriebe 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 vor allem im medizinischen Bereich von Vorteil. Im Vergleich zu pneumatischen Anwendungen besitzt ein Kugelgewindetrieb einen wesentlich höheren Wirkungsgrad und kann damit deutlich wirtschaftlicher eingesetzt werden.

Kugelgewindetriebe: Innovative Fertigung und hohe Qualitätsstandards

Zugrunde liegen diesen Sonderausführungen speziell auf die jeweilige Anwendung zugeschnittene Werkstoffe – insbesondere 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 das Unternehmen 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 zum Beispiel die Positionierung der Werkstücke in Laborversuchen.

Auf den Feinschliff der Kugelgewindetriebe kommt es an

Das Unternehmen hat ein optimiertes Gewindeschleifverfahren für die Spindeln seiner Kugelgewindetriebe etabliert. Damit können mikroskopisch kleine Unregelmäßigkeiten auf der Laufbahnoberfläche des Spindelgewindes entfernt und dessen Oberflächenrauheit erheblich reduziert werden. Das führt zu verbesserten Schmiereigenschaften, zu einem sanfteren, glatteren Lauf der Mutter sowie zu einer höheren Gleichmäßigkeit des Leerlaufdrehmoments über die gesamte Spindellänge. Zudem steigern die geringeren Reibmoment-Toleranzen die Positioniergenauigkeit und senken den Verschleiß.

Der Autor Jens-Uwe Gühring ist Vertriebsleiter bei August Steinmeyer.

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