Kugelgewindetrieb in Wasserstrahlschneidmaschinen

Für die Positionierung von Schneideeinheiten in Wasserstrahlschneidmaschinen kommen unterschiedliche lineare Antriebskonzepte zum Einsatz. Die TrennTek GmbH High Pressure Equipment hat eine Anlage mit Kugelgewindetrieb und angetriebener Kugelgewindemutter von Rodriguez realisiert.   TrennTek hat sich auf unterschiedlichste Lösungen der Werkstoffbearbeitung mittels eines Hochdruckwasserstrahls spezialisiert. Das Unternehmen entwickelt und fertigt Anlagen inklusive Programmierung für die Bearbeitung von zwei- und dreidimensionalen Werkstücken sowie von Rohren mit einem Durchmesser von bis zu 1.400 Millimetern. Das Wasser wird dabei über Hochdruckübersetzungspumpen auf knapp 4.000 bar verdichtet, einem Schneidkopf zugeführt und in dessen Mischkammer durch Unterdruck mit einem Abrasivmittel angereichert. Der aus der Schneiddüse mit über 900 m/s austretende Wassersandstrahl trifft auf einer Fläche von etwa einem Quadratmillimeter auf das Werkstück und trägt in Sekundenbruchteilen Materialpartikel ab. Das führt in kürzester Zeit zu einer Durchbohrung des Materials; von diesem „Startloch“ ausgehend wird der Strahl CNC-gesteuert über das Werkstück geführt und so nahezu beliebige Konturen in den unterschiedlichsten Materialien erzeugt.
TrennTek liefert ausschließlich Anlagen mit kundenspezifischem Zuschnitt. Das modular ausbaufähige Systemkonzept erlaubt die Einbindung aller gängigen Features: von zusätzlichen Bohr- oder Drehachsen über die flexible Nutzungsmöglichkeit verschiedener Abrasivsorten bis hin zu hochempfindlichen elektronischen Kollisionssensoren oder laseroptischen Wasserstrahl-Vermessungseinrichtungen.   Führungsrolle neu besetzt
Bei der Portal-Wasserstrahlschneidmaschine PowerJet 2D-3060 3K mit drei Schneidköpfen und einer Arbeitsfläche von 3.000 x 6.000 mm wurde der Antrieb der Horizontalachsen zum Verfahren des Portals mit Kugelgewindetrieben mit angetriebenen Kugelgewindemuttern von Rodriguez ausgestattet. Dieses Antriebskonzept empfiehlt sich, wenn konventionelle Kugelgewindetriebe mit einer getriebenen Spindel an ihre Grenzen stoßen.
Bei elektromechanischen, rotatorischen Vorschubantrieben wie beispielsweise in Werkzeugmaschinen stellt die Beschleunigungsfähigkeit des Antriebssystems bzw. die Geschwindigkeit ein entscheidendes Kriterium für die Auswahl des entsprechenden Antriebskonzepts dar. In vielen industriellen Anwendungen scheitert der Einsatz der konventionell angetriebenen Gewindetriebe an der Begrenzung durch die kritische Drehzahl der Spindel: Je länger die Kugelgewindespindel, desto wahrscheinlicher kann die gewünschte Geschwindigkeit nicht realisiert werden.
Antriebskonzepte mit einer getriebenen Kugelgewindemutter sind hierfür eine anwendungsgerechte Lösung. Aus der Kombination einer angepassten Kugelgewindemutter, eines DRF-Axial-Schrägkugellagers sowie einer Präzisionsnutmutter und auf Wunsch des entsprechenden Antriebsrades ergibt sich eine leistungsfähige Einheit. Durch einen Zahnriemen angetrieben liefert diese auch bei hohen Geschwindigkeiten gute Ergebnisse.
Das Rodriguez-Angebot umfasst in der Reihe AMFH aktuell vier Typen, mit denen sich bei Fettschmierung Vorschubgeschwindigkeiten von bis zu 1,8 Metern pro Sekunde realisieren lassen. Als Gründe für dieses Antriebskonzept nennt TrennTek neben der Leistungsfähigkeit und hohen Fahrgeschwindigkeiten einen leiseren Lauf und geringere Vibrationen, weniger Antriebsleistung, kleinere bewegte Massen sowie Wartungs- und Montagefreundlichkeit.