Zahnstangengetriebe für kundenspezifische Hubsysteme
Millimeterarbeit am Montageband
In vielen industriellen Anwendungen spielen Hub- und Positioniersysteme eine zentrale Rolle. Leantechnik liefert mit seinem Sortiment an Zahnstangengetrieben eine Grundlage für diese Anlagen und bietet mit der Produktkategorie LeanSystems auch schlüsselfertige Komplettlösungen an.
Die Lifgo-Zahnstangengetriebe arbeiten mithilfe der Vierfach-Rollenführung besonders genau. (Bild: Leantechnik AG)
Bei der PKW-Fertigung kommt es auf Schnelligkeit an, denn für jeden Bearbeitungsschritt steht nur ein bestimmtes Zeitfenster zur Verfügung. Damit alle Prozesse reibungslos ineinandergreifen, braucht es exakt aufeinander abgestimmte Abläufe sowie Montage- und Transporthilfen, die mit hoher Genauigkeit arbeiten. Leantechnik hat sich auf die Fertigung dieser Systeme spezialisiert. Das Unternehmen produziert Zahnstangengetriebe, die präzise und sehr schnelle Hubbewegungen ausführen können. Die Getriebe werden weltweit in verschiedenen Branchen eingesetzt und bilden die Basis für die unter dem Namen LeanLift vertriebenen kundenspezifischen Hubsysteme.
Leantechnik-Hubsäulen kommen in der Qualitäskontrolle von OP-Deckenversorgungseinheiten zum Einsatz. (Bild: Leantechnik AG)
Schwere Lasten präzise und synchron positionieren
Die Getriebe sind in zwei Produktserien und verschiedenen Baugrößen erhältlich. Lifgo-Getriebe eignen sich für alle Anwendungsgebiete, in denen schwere Lasten präzise und synchron positioniert werden müssen. Sie verfügen über eine linear geführte Zahnstange und eine vierfache Rollenführung, die sehr genaue Hubbewegungen ermöglicht. Für Anwendungen mit einfachen synchronen Hubaufgaben, bei denen keine Querkräfte aufgenommen werden müssen, wurden die Lean-SL-Rundzahnstangenheber konzipiert. Diese Getriebe besitzen eine rundgeführte Zahnstange mit großem Durchmesser und breiter Verzahnung, wodurch sich eine besonders hohe Biegesteifigkeit und Standzeit ergibt. Beide Serien sind beliebig miteinander kombinierbar, sodass sich mit ihnen nahezu jedes Hub- und Positioniersystem konstruieren lässt.
Neben den Lifgo- und Lean-SL-Zahnstangengetrieben fertigt Leantechnik aber auch eine Variante mit Schrägverzahnung. Das Lifgo SVZ zeichnet sich durch eine besondere Laufruhe aus und eignet sich deshalb für lärmsensible Anwendungen. Die Getriebe erreichen, wie die anderen Lifgo-Zahnstangengetriebe, Geschwindigkeiten bis 3m/s und Beschleunigungen von 50m/s2.
Hohe Stabilität durch Laserstrahlhärtung
Bei der Fertigung der Zahnstangen verwendet Leantechnik hochwertige Materialien und setzt Laser-Technik ein. Ein Laserstrahl fährt punktgenau über die Zahnstange und sorgt für eine lokale Wärmeeinbringung. Da auf diese Weise immer nur ein kleiner Bereich gehärtet wird, verändert sich im Gegensatz zum Nitrieren nur die Struktur an der gewünschten Stelle, aber nicht das Material in anderen Bauteilzonen. Das besondere Härtungsverfahren sorgt für die hohe Robustheit der Zahnstangen: Sie können Kräfte bis 25.000N aufnehmen und eignen sich damit auch für den Einsatz in Hub- und Positioniersystemen, die schwere Lasten heben müssen, wie in der Automobilindustrie.
Mehrere PKW-Hersteller setzen an ihren Montagelinien Hubsysteme von Leantechnik ein. (Bild: © Maroš Markovič / stock.adobe.com)
Portal positioniert Karosserien
Dort sind LeanLift-Anlagen unter anderem an den Montagelinien zu finden. So heben Dreiachsportale z.B. Karosserien auf die passende Höhe und positionieren sie millimetergenau für den jeweiligen Bearbeitungsschritt. In diesen Anlagen sind Lifgo-Linear 5.3-Zahnstangengetriebe verbaut, die Hubkräfte bis 15.900N erzielen können. Die Zahnstangengetriebe sind entweder mit fest montierter Zahnstange oder mit fest montiertem Getriebe und beweglicher Zahnstange verwendbar. Für Anwendungen mit langen Fahrwegen können beliebig viele Zahnstangen zusammengesetzt werden. Aufgrund des Baukastensystems werden bei der Montage der Getriebe wenig Zubehörteile benötigt.
Hubtisch für Komponenten und Karosserien
Ein anderes Anwendungsbeispiel für LeanLift-Anlagen in der Automobilindustrie sind Hubtische. Bei einem PKW-Hersteller übernehmen diese Systeme die Aufgabe, einen mit Komponenten beladenen Hubrahmen anzuheben und abzusenken. Anders als im Dreiachsportal werden in den Hubtischen Lean-SL 5.3-Zahnstangengetriebe verbaut, die eine maximale Hubkraft von 8.000N und eine Hubgeschwindigkeit von 0,6m/s erzielen. Das hängt damit zusammen, dass bei dieser Hubaufgabe keine Querkräfte auftreten und eine exakte Führung bereits vorhanden ist. Die Hubtische heben zusammen mit zwei Servomotoren die 1,8t schweren Karosserien vor der Weiterverarbeitung mit einer Genauigkeit von 0,05mm auf die Arbeitshöhe von 475mm.
Qualitätstest von OP-Deckenversorgungseinheiten
Die LeanLift-Hubsysteme kommen aber nicht nur in der Automobilindustrie zum Einsatz, sondern auch bei Medizintechnikherstellern. So setzt die Firma Ondal Medical Systems Hubsäulen von Leantechnik bei der Endkontrolle ihrer Deckenversorgungseinheiten für OPs ein. Die Einheiten tragen unter anderem Monitore und medizinische Geräte, aber auch Schubladen für OP-Bestecke und Gasbehälter. Damit Ärzte und Schwestern während einer Operation schnellen Zugriff auf dieses Equipment haben, müssen die Versorgungseinheiten leichtgängig, flexibel und sicher zu handhaben sein. Funktionieren die Systeme nicht, kann das unter Umständen zu Verzögerungen oder sogar Komplikationen während des Eingriffs führen.
Damit eine hohe Qualität der Einheiten gewährleistet ist, werden sie vor der Auslieferung intensiv und unter möglichst realitätsnahen Bedingungen getestet. Die Hubsäulen des Unternehmens heben sie dafür auf eine bestimmte Höhe an, sodass die Ondal-Mitarbeiter die Qualitätskontrolle einfach und sicher durchführen können. Die Einheiten wiegen jeweils 200kg und werden zusätzlich mit einem sogenannten Prüfgewicht von 250kg belastet. Es simuliert das Equipment, das im Alltagsbetrieb an den Tragarmen der Versorgungseinheiten hängt.
Für die Konstruktion der Hubsäulen verwendeten Ingenieur Lukas Piofczyk und seine Kollegen Lifgo 5.3-Zahnstangengetriebe, denn sie können die hohen Hebelkräfte und das hohe Drehmoment auffangen, die auf die Säulen wirken. Das Befestigungssystem, durch das Hubsäulen und Einheiten miteinander verbunden werden, ist eine kundenspezifische Lösung: „Ondal möchte die Verbindung nach den Tests schnell lösen können, damit sie so effizient wie möglich ablaufen. Das wäre mit den sonst üblichen Verschraubungen nicht möglich“, berichtet Piofczyk. Deshalb hat sein Team ein Schnellspannsystem verwendet und zwei Klemmschalen über die Deckenversorgungseinheit gestülpt.
