Die wahren Herkulesse - Kaltverformte Kugelgewindetriebe und Ameisen

Die Entwicklung der Menschheit ist durch technologischen Fortschritt geprägt. Zukunftsträchtige und neue Technologien haben beträchtlichen Einfluss und sind unumgänglich für die Wirtschaft und die Gesellschaft der nächsten Generation. Das Tempo der Entwicklungen in zahlreichen Gebieten, wie zum Beispiel der Medizin-, Elektro-, Fahrzeug- oder Gebäudetechnik ist atemberaubend.

Zunehmend wirken Internet und moderne Technologien auf die produzierende Industrie ein. Auch setzt sich der Trend auf der Suche nach energieeffizienten Mitteln und Lösungswegen ungebremst fort. Ein einfaches mechanisches Antriebselement muss sich im Zeitalter der Automatisierung und Miniaturisierung also ständig neuen und ehrgeizigeren Anforderungen in den jeweiligen Anwendungsfeldern stellen.

Fakt ist, die Entwicklung in der Mechanik ist nie abgeschlossen. Das hat die in der Schweiz beheimatete Unternehmung Eichenberger Gewinde AG erkannt und nutzt diese Chance tagtäglich. Eichenberger lebt den Grundsatz: Der lösungsorientierte Dialog mit dem Kunden ist unsere Triebkraft für Neuentwicklungen. Wir unterstützen und/oder ermöglichen die Innovation unserer Partner.

 

Biologische Vorbilder

Die Natur ist der erfolgreichste Innovator aller Zeiten. Durch die Evolution und Biodiversität haben sich Lebewesen jedem verfügbaren und noch so unwirtlichen Lebensraum angepasst. Probleme, die mit technischen Herausforderungen vergleichbar sind, wurden dabei durch an die Umgebungsbedingungen angepasste Konzepte gelöst. Für Forscher und Entwickler ergibt sich aus dieser Vielfalt an biologischen Vorbildern ein nahezu grenzenloser Pool an spezifischen Antworten auf technische Fragestellungen.

Ameisen zum Beispiel werden auch besonders häufig von Politik, Kunst und Gesellschaftstheorie als Anschauungsmodell verwendet. Wenige Fabeln sind so bekannt wie die Geschichte von der Ameise und der Grille: Während die Ameise fleißig arbeitet, zuweilen sehr hart schuftet und Futter sammelt, singt und faulenzt die Grille den ganzen Sommer über und leidet im Winter Hunger.

Die Ähnlichkeit zwischen den bewundernswerten Ameisen - arbeitseifrig und unglaublich kräftig und den kaltverformten Kugelgewindetrieben von Eichenberger, die sich durch Robustheit, Präzision, Stärke und Effizienz einen Namen gemacht haben, ist definitiv verblüffend. Während der Tiger einen Büffel von 900 Kilo viele hundert Meter weit zu schleppen vermag, ist die Ameise der wahre Herkules in der Tierwelt. Sie ist im Stande, rund das 50-fache ihres Körpergewichts zu tragen. Um es den Ameisen gleich zu tun, müsste ein starker Mann fünf Tonnen zur Hochstrecke bringen. Die kaltgerollten Kugelgewindetriebe (KGT) Carry übertreffen dieses Verhältnis sogar. Bei einem Spindeldurchmesser von nur 40 mm kann so ein KGT die 1000-fache Belastung des Eigengewichts bewältigen. Wie kommt es dazu, dass die Kraftprotze (Typ Carry) von Eichenberger dermassen belastungsfähig und präzise sind?

KugelgewindetriebKugelgewindetrieb Carry Typ ZYI, 4 x 1 cm

 

Carry Kugelgewindetriebe gerollt und gehärtet entsprechen höchsten Leistungsanforderungen

Kugelgewindetriebe sind bei der Umwandlung von einer Drehbewegung (Rotation) in eine Linearbewegung (Translation) aufgrund ihres hohen Wirkungsgrades η von über 0.9 und der damit verbundenen Energieeffizienz die meist verbreitete Antriebskomponente. Es gibt kaum eine Anwendung, wo der Gewindespezialist aus Burg / CH nicht schon eine Lösung greifbar hat – oder dann wird die massgeschneiderte Antwort im konstruktiven Austausch mit dem Kunden entwickelt.

Die Kernkompetenzen der Eichenberger Gewinde AG liegen beim Gewinderollen und Härten. Die durch die Kaltumformung entstehende Festigkeitssteigerung hat bei der Herstellung von Kugelgewindetrieben nicht die gleich grosse Bedeutung wie bei den Gleitgewindetrieben. Viel entscheidender ist die Kontinuität des Kugelgewindeprofils, das durch das Vollprofil auf den äusserst stabilen Gewinderollwerkzeugen auf die Spindel übertragen wird. Ebenso wichtig ist die extrem fein verdichtete Oberfläche im Profil. Diese Feinheit bietet wenig Angriffsfläche für Verschmutzung und sorgt zusätzlich für ein geräuscharmes Abrollen der Kugeln.

Höhere Ansprüche fordern mehr Kompetenz. Durch die jahrelange Erfahrung im Bereich der Induktionshärtung im Hause, hat Eichenberger ein grosses Know-how erarbeitet. Während sich ein Härtereibetrieb ausschliesslich dem Härten von Stahl widmet, strebt der Gewindespezialist danach, die bestmögliche Kombination von Härte und Präzision zu erhalten. Bei der sehr grossen Durchmesser-Vielfalt geht es insbesondere darum, herauszufinden, wo die jeweilige ideale Toleranzhaltung in der Härte auftritt, um dabei das Optimum an Genauigkeit zu erreichen. Dies ist entscheidend für die hohe Steigungsgenauigkeit des Kugelgewindetriebes. Vor allem bei kleinen Durchmessern gilt es, diese Herausforderung zu meistern, denn: je geringer der Durchmesser, umso mehr Fachwissen und Gespür sind bei der Härtung dafür erforderlich. Dermassen hohe Präzisionswerte sind bisher nur mit geschliffenen Spindeln zu erreichen gewesen. Eine rationelle, schnelle Fertigung ist möglich, was sich insbesondere bei grossen Stückzahlen positiv auf den Preis auswirkt.

 

Für jede Anwendung eine Spindellösung

Wenn Entwicklung, Fertigung und Qualitätssicherung aus einer Hand kommen, ist die Beweglichkeit in Bezug auf die Prototypen-Erstellung, inklusive Endenbearbeitung und Gewinderollwerkzeuge, wie es bei Eichenberger Gewinde AG der Fall ist, innert kürzester Frist möglich. Die KGTs der Typenreihe Carry bestechen durch die Belastbarkeit, Flexibilität, die Verfügbarkeit von Spindeldurchmesser 4 bis 40 mm und nicht zuletzt durch den interessanten Preis. Die Miniatur-Kugelgewindetriebe in der filigranen Dimension 4x1 mm, als gerolltes Serienteil, dürfen als einzigartig betitelt werden, da sie in Burg / Schweiz in Serienfertigung hergestellt werden können.

Winzig, robust, reinraumtauglich und eine hohe Lebensdauer. All dies sind Ansprüche für Hightech-Innovationen, die beispielsweise in Geräten des Laborbereichs (Dosierung, Analyse, Biopsie) vorkommen. Werden schnellste Bewegungen vorausgesetzt, wie etwa in der Automatisierungsbranche oder der Verpackungsindustrie, bedarf es Gewindespindeln mit grossen Steigungen. Der Steilgewinde-Kugeltrieb Carry Speedline bringt Schnelligkeit, Genauigkeit und minimale Platzverhältnisse unter einen Hut. Die patentierte Kugelumlenkung in der Endkappe der Mutter erlaubt kleinste Dimensionsansprüche. In der Regel werden quadratische und überquadratische Steigungen gefertigt.

KugelgewindetriebKugelgewindetrieb Carry Typ FBI, 4 x 1 cm

KugelgewindetriebKugelgewindetrieb Typ Carry Speedline mit patentiertem Umlenksystem aufgeschnitten

 

Dienstleister in der Entwicklung

Eichenberger Gewinde AG ist ein Unternehmen mit klaren Zielen: Das Rollen – also Kaltverformen – von Gewinden und die Fertigung von Gewindetrieben (Spindel und Mutter). Unter Einsatz modernster Produktionsmethoden und durch die Entwicklung neuer Dimensionen, unterstützt Eichenberger den Kunden in «seiner» Innovation.

  • «Carry»: Kugelgewindetrieb für Anwendungen, wo grosse Lasten bei geringem Energieverbrauch zu bewegen sind. Je nach Ausführung sind besonders hohe Verfahrgeschwindigkeiten möglich.
  • «Easy»: Die hartanodisierte Leichtgewindespindel aus Aluminium mit einem Wirkungsgrad über 0.8, für höhere Lasten als bei normalen Gleitspindeln. Das Spezial-Profil verhindert ein Verklemmen der Mutter.
  • «Speedy»: Die Steilgewindespindel setzt – mit hoher Verfahrgeschwindigkeit – Linear- in Drehbewegungen um.
    Neu: zum Teil in Aluminium erhältlich.
  • «Rondo»:Die Rundgewindespindel mit sehr ruhigen Laufeigenschaften.
    Neu: zum Teil in Aluminium erhältlich.
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Ursula Schädeli

Marketing, Eichenberger Gewinde AG

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