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BRECO®

Auf den richtigen Partner kommt es an

Lineareinheit HSB-delta®

Lineareinheit HSB-delta®

„Anbieter von Linearmodulen und Achssystemen müssen sich auf die Performance und die Qualität der Zahnriemen als wichtigem Zulieferteil absolut verlassen können“, weiß Rainer Müller, Teamleiter bei REIFF Technische Produkte, und verweist auf seinen langjährigen Kunden HSB Automation GmbH. Nur wenige Kilometer von Mulco-Vertriebspartner REIFF entfernt, entwickelt und fertigt HSB Linearmodule in fünf Standard-Baureihen, vier davon mit Polyurethan-Zahnriemen.

Die beiden Reutlinger Unternehmen Reiff und HSB verbindet eine mehr als zwanzigjährige Partnerschaft. Wie Rainer Müller nicht ohne Stolz hinzufügt, kommen in den zahnriemengetriebenen Linearmodulen von HSB zu 100 % Breco-Zahnriemen aus dem Hause Reiff zum Einsatz. „Das ist ungewöhnlich in der Branche und ein klares Indiz für die gleichbleibend hohe Qualität der Breco-Zahnriemen und für die hohe Liefertreue von Reiff“, fasst der Spezialist für Antriebsriemen zusammen.

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Zahnriemen in der Lineartechnik

Zahnriemen sind in der Lineartechnik besonders weit verbreitet. Das liegt vor allem daran, dass dieses flexible und schmierstofffreie Antriebselement sehr viele verschiedene Antriebskonfigurationen möglich macht. Während Kugelgewindetriebe nur die zwei Varianten stehende Mutter oder stehende Spindel zulassen, können durch eine geschickte Anordnung von Zahnscheiben und Zahnriemen mit diesen in Verbindung mit Führungssystemen verschiedenste Bewegungsfunktionen dargestellt werden. Darüber hinaus lässt sich über die Riemenbreite und Riemenanzahl sowie die Auswahl spezieller Zugträger und Zahngeometrien die Performance des Zahnriementriebes sehr flexibel an die Antriebsaufgabe anpassen.

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Dynamik von Linearmodulen

Otto Dohles, Vertriebsleiter bei HSB Automation

Otto Dohles, Vertriebsleiter bei HSB Automation

Antrieb, Führungssystem und die Profilsteifigkeit bestimmen die wesentlichen Eigenschaften von Linearmodulen. Jedes Führungssystem und jede Antriebsart verfügt über spezifische Vor- und Nachteile. „Das ist bei der Konzeption von Linearmodulen zu beachten“, betont Otto Dohles, Vertriebsleiter bei HSB, und vergleicht die Antriebs- und Führungssysteme: „Unsere Kugelgewindetriebe in den HSB-Linearmodulen bieten eine maximale Verfahrgeschwindigkeit von zirka 3 m/s, die Zahnstangenantriebe 5 m/s und Breco-Zahnriementriebe in den Linearmodulen bis zu 10 m/s. Allerdings ist die Steifigkeit der Kugelgewindetriebe erheblich größer als die der Zahnriementriebe. Wälzkörper-Schienenführungen ermöglichen standardmäßig Geschwindigkeiten von bis zu 5 m/s, Rollenführungen bis etwa 8 m/s. Für schnelle Achsen ist die Kombination aus Rollenführung und Zahnriemenantrieb prädestiniert. Erst mit dem Zahnriemen ist das Potenzial der Rollenführung bezüglich der Verfahrgeschwindigkeit voll nutzbar. Allerdings sind die Steifigkeit, Positioniergenauigkeit und Tragfähigkeit solcher Linearachsen eher im Mittelfeld anzusiedeln. Für die Montage- und Handhabungstechnik ist das aber häufig ausreichend. Warum sollten die Kunden mehr Funktion bezahlen als sie tatsächlich brauchen?“

Die besonderen Stärken von Linearmodulen mit Kugelgewindetrieb sind nach wie vor besonders präzise und steife Linearachsen. Allerdings, so lenkt Otto Dohles ein, „hat die Verfügbarkeit relativ kostengünstiger, induktiver Wegmesssysteme die Einsatzmöglichkeiten von Linearmodulen mit Zahnriementrieb auch in präzisen Maschinen und Anlagen erweitert. Ohne Messsystem verfügen die HSB-Linearsysteme mit Zahnriementrieb über eine Positioniergenauigkeit von 8/100 mm, mit Messsystem im Bereich von 1/100 mm.“

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Linearmodule in der Robotik

Kompakt-Lineareinheit HSB-delta® 145-C-DHE

Kompakt-Lineareinheit HSB-delta® 145-C-DHE

Linearmodule als 7. Achse für den Einsatz von Robotern werden aktuell stark nachgefragt. Hierfür setzt HSB Kompakt-Lineareinheiten der Baureihe HSB-delta® ein. Sie verfügen über zwei parallel angeordnete steife und tragfähige Schienenführungen in den bis zu 240 mm breiten Aluminiumprofilen. Die Hohlprofile verfügen jeweils über eine präzise bearbeitete Anschlagkante und Auflagefläche. Durch die Verschraubung mit der Unterkonstruktion erhält die Achse ihre endgültige Präzision und Steifigkeit.

Das breite Profil bietet die Möglichkeit, zwei Zahnriemen einzusetzen, die zwei Schlitten unabhängig voneinander antreiben können. An den Enden des Linearmodules wird hierzu jeweils ein Servogetriebemotor angeflanscht. In dieser Linearmodul-Baureihe ermöglichen Breco-Polyurethanzahnriemen mit sogenannten E-Stahl-Zugträgern bis zu 30 % kleinere Mindestzähnezahlen und somit kompaktere Außenmaße der Linearachsen. Hintergrund: Im E-Stahl-Zugträger verteilt sich der Zugträgerquerschnitt auf mehrere, dünnere Einzeldrähte. Dies reduziert die Biegespannungen in den Einzeldrähten und führt zu einer höheren Biegewechselfestigkeit, wodurch kleinere Mindestzähnezahlen möglich werden.

In der Baugröße HSB-delta® 240 kommt außerdem ein Breco ATL10-Zahnriemen zum Einsatz. Dieser speziell für die Lineartechnik optimierte Zahnriementyp verfügt im Vergleich zum Breco AT10 über verstärkte Zugträger. Größere Zugkräfte, höhere Steifigkeit und eine höhere Positioniergenauigkeit sind mit diesen Typen realisierbar. Otto Dohles ergänzt: „Selbstverständlich können die HSB-delta®-Linearmodule wie auch alle anderen Module zu Mehrachssystemen kombiniert werden. Darüber hinaus bieten wir noch drei weitere Standardbaureihen sowie Sonderlösungen auf Basis von Zahnriementrieben an.“

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Drehdurchführung

Lineareinheit HSB-beta® 100-D-ASS

Lineareinheit HSB-beta® 100-D-ASS

Die Drehdurchführung HSB-beta® 100-D-ASS wird häufig als Vertikalachse eingesetzt. Im feststehenden Schlitten befindet sich ein Umlenkriementrieb (oft auch Omega-Antrieb genannt), der die Achse auf und ab bewegt.

Durch die Hohlkammer des Profils ist eine Hohlwelle gelagert. Diese wird oben von einem Servogetriebemotor angetrieben.

Am unteren Drehflansch lassen sich Greifer oder andere Vorrichtungen montieren.

Mit dieser Achse sind kombinierte Dreh-Hub-Bewegungen realisierbar.

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Doppelhubsysteme

Lineareinheit HSB-beta® 110-ADHE

Lineareinheit HSB-beta® 110-ADHE

Um einen sehr großen Hub mit kurzer Zahnriemenachse zu erreichen, ist es naheliegend, am Obertrum und am Untertrum eines Zahnriementriebes jeweils einen Schlitten anzuordnen. HSB bietet auf Basis dieses Prinzips die Doppelhubeinheit HSB-beta® 110-ADHE mit angetriebenem, stehenden Schlitten an sowie die HSB-delta® 145-DHE mit dem Antrieb am stehenden Profil an.

Sowohl für die Standard-Baureihen als auch für die genannten Sonderlösungen hat Reiff die technische Beratung, die Auslegung der Zahnriemen und deren Lieferung komplett übernommen. Rainer Müller betont zur Liefersituation: "Auch in der aktuellen Hochkonjunktur tragen wir durch eine entsprechende Bevorratung der Zahnriemen zu einer störungsfreien Produktion bei HSB bei. Längere Lieferzeiten sind bei uns kein Thema. Das gilt auch für Sondermaße, wie z. B. für die 40 mm breiten Breco AT10-Zahnriemen in einigen HSB-Linearmodulen." Diese Sonderzahnriemen werden bei Reiff auf die gewünschte Breite endbearbeitet.

Otto Dohles von HSB und Rainer Müller von Reiff sind sich sicher, dass das Potenzial zahnriemengetriebener Achsen noch lange nicht ausgereizt ist. Neuentwicklungen, wie der Hochleistungszahnriemen BRECOmove AT10 sowie der BRECOmove AT15 bieten noch größere zulässige Zugkräfte und eine signifikant höhere Riemensteifigkeit. Nach Einschätzung der beiden Antriebsspezialisten lassen sich diese Eigenschaften in Linearachsen für noch dynamischere Positionierungen mit kürzeren Ausschwingzeiten nutzen. Abhängig vom Antrieb werden steilere Start- und Stopprampen und damit kürzere Zykluszeiten und eine höhere Produktivität von ganzen Maschinen möglich. Otto Dohles betont: „Wir sind sehr nah am Kunden und sobald der Markt eine höhere Leistungsdichte fordert, haben wir mit Reiff einen Partner und Breco Antriebstechnik einen Hersteller, mit dem wir passende Lösungen entwickeln können.“

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Mulco-Europe EWIV Garbsen,
27. August 2018

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