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04.2020

Digital vernetzte Fertigung bei Kammerer Gewindetechnik


Hornberg, April 2020. Im Maschinenbau sind Kugelgewindetriebe ein wichtiges Antriebselement für dynamische und gleichzeitig präzise Positionieraufgaben. Haupteinsatzgebiet sind Werkzeugmaschinen wie zum Beispiel Drehmaschinen, auf denen Werkstück- oder Werkzeugträger positioniert werden, aber auch Pressen, Spritzgießmaschinen und viele andere. Für jede Anwendung wird dabei ein eigener, spezieller Kugelgewindetrieb benötigt. Um diesem hohen Maß an Spezialisierung gerecht zu werden und auch kleine Stückzahlen kostengünstig fertigen zu können, setzt der Schwarzwälder Gewindetechnikspezialist Kammerer Gewindetechnik GmbH jetzt ein digitales Assistenzsystem ein. Die Software mit der Bezeichnung „ValueFacturing“ der MR Maschinenfabrik Reinhausen GmbH vernetzt die Produktionsdaten und optimiert Fertigungs- und Montageprozesse. Dies soll zu einer Zeitersparnis bei der Programmierung und Rüstung der Maschinen, Kosteneinsparungen bei Bestand und Verbrauch an Werkzeugen sowie gesteigerter Produktivität führen.

Bisher wurden bei Kammerer die Dreh-Fräszentren, also CNC-gesteuerten Drehmaschinen, für die einzelnen Fertigungsschritte der Kugelgewindetriebe von den Mitarbeitern jeweils selbst programmiert. Die erstellten Programme konnten für Wiederholteile auch wiederverwendet werden. Bei Aufträgen mit kleinen Stückzahlen und Neuteilen standen jedoch die Maschinen öfter still, weil die Neuprogrammierung, Vermessung und Neubestückung der Maschinen mit den jeweiligen Werkzeugen viel Zeit in Anspruch nahm. „Als Lösungsmöglichkeit stand die Einführung eines CAM-Systems, einer Werkzeugdatenbank und eines Voreinstellgeräts an“, sagt Martin Huber, bei Kammerer verantwortlich für Lean Management und Auftragssteuerung. „Bei der Vernetzung der unterschiedlichen Systeme werden entsprechende Schnittstellen benötigt. Aus unserer Erfahrung wussten wir, dass bei einer Vielzahl an Schnittstellen immer wieder Probleme auftauchen, beispielsweise bei Softwareupdates, die dann das ganze System ins Stocken bringen.“

Mit dem nun von Kammerer eingesetzten Assistenzsystem ValueFacturing werden alle am Produktionsprozess beteiligten Anlagen und Akteure vernetzt. Die Software wird als Webserver in die Fertigung und Montage integriert und an alle vorhandenen Systeme direkt angebunden. Die Steuerungen aller am Produktionsprozess beteiligten Systeme können direkt online kommunizieren. Die Software hat Zugriff auf Echtzeitdaten; ein Statistikportal ermöglicht auf einen Blick die Auslastung der Maschinen. Um mit der neuen Software erste Erfahrungen zu gewinnen, erfolgte der Start bei Kammerer in einem kleinen Bereich mit sechs Maschinen. Die weiteren Bereiche sowie die Statistiken sollen zu einem späteren Zeitpunkt umgesetzt werden.

Vor Inbetriebnahme des digitalen Assistenzsystems erstellte MR bei Kammerer eine detaillierte Prozessanalyse, um die verschiedenen Systeme (CAM, PPS, EPR etc.), Maschinen, Werkzeuge und Fertigungsprozesse zu analysieren. „Von dem ersten Kontakt über die Entscheidungsfindung bis zur Umstellung der ersten Maschine vergingen über drei Jahre, was bei solchen Projekten nicht ungewöhnlich ist“, sagt Martin Huber. „Nachdem wir von MR ein Angebot eingeholt hatten, analysierten die Experten aus Reinhausen erst einmal unsere Fertigung. Gemeinsam wählten wir das CAM-System und die Werkzeugdatenbank aus. Von MR kam dabei viel Beratungsleistung. Losgelegt haben wir dann im Herbst 2019 mit ersten NC-Programmen zum Test und der Befüllung der Werkzeugdatenbank. Die erste Maschine haben wir im März 2020 umgestellt.“

Martin Huber freut sich über die Vorteile des neuen Systems: „Die NC-Programme werden nun extern an einem Programmierplatz und nicht mehr von jedem Werker selbst erstellt, was zu erheblicher Zeitersparnis führt. Dies garantiert auch eine standardisierte Programmierweise sowie optimierte Verfahrwege und Schnittdaten. Der Werkzeugbestand an der jeweiligen Maschine wird deutlich reduziert werden. Die Werkzeuge werden an einem zentralen Ort aufbewahrt, was insgesamt zu einer Bestands- und Verbrauchsverringerung führen soll. Die Schnittstellen-Problematik zwischen den einzelnen Systemen gehört der Vergangenheit an. ValueFacturing vernetzt nun vier Systeme: das CAM-System TopSolid zur Programmierung der Dreh- und Fräsmaschinen, die Werkzeugdatenbank Wintool zur Verwaltung der Werkzeuge, das Voreinstellgerät von Zoller zur Vermessung der Werkzeuge, und die Maschinen an denen unsere Kugelgewindetriebe und andere Bauteile gefertigt werden. Letztlich können wir unseren Kunden nun eine größere Vielfalt an Teilen anbieten, die wir schneller und kostengünstiger produzieren können.“

Mit dem Geschäftsbereich ValueFacturing stellt die MR Maschinenfabrik Reinhausen eigenen Kunden und anderen produzierenden Unternehmen ihre Kompetenz in der intelligenten Vernetzung von Fertigungs- und Montageprozessen zur Verfügung. Das Unternehmen mit 3500 Mitarbeitern und Hauptsitz im Regensburger Stadtteil Reinhausen gilt als Weltmarktführer in der Regelung von Leistungstransformatoren. Um am Standort Deutschland mit hoher Fertigungstiefe und konkurrenzfähig zu produzieren, setzt der Mittelständler bereits seit vielen Jahren auf die Vernetzung seiner Produktionsdaten.

Kammerer stellt in Hornberg im Schwarzwald hochwertige Gewindetriebe her, die weltweit vertrieben werden. Neben Kugelgewindetrieben umfasst das Produktprogramm Trapezgewindetriebe, Gleitgewindetriebe, Planetenrollengetriebe, Schnecken, Schneckenwellen, kundenspezifische Baugruppen und Komplettsysteme. Das Familienunternehmen bietet sämtliche Fertigungsverfahren zur Herstellung von Gewinden an. Die Produkte finden Einsatz im Werkzeugmaschinenbau, im allgemeinen Maschinenbau, in der Feinwerk-, Medizin- und Lebensmitteltechnik, in der Handhabungsautomation und Robotik sowie im Flugzeug- und Automobilbau.


Bearbeitung einer Kugelgewindemutter
Bearbeitung einer Kugelgewindemutter (Bildquelle: Kammerer)

Produktion von Schwerlast-Kugelgewindetrieben bei Kammerer in Hornberg
Produktion von Schwerlast-Kugelgewindetrieben bei Kammerer in Hornberg (Bildquelle: Kammerer)

Optische Werkzeugvermessung
Optische Werkzeugvermessung (Bildquelle: Kammerer)

Optische Werkzeugvermessung
Der hohe Werkzeugbestand an den einzelnen Maschinen soll reduziert werden (Bildquelle: Kammerer)

Optische Werkzeugvermessung
Das digitale Assistenzsystem ValueFacturing vernetzt alle am Produktionsprozess beteiligten Anlagen und Akteure (Bildquelle: MR Maschinenfabrik Reinhausen)

07.2019

Kammerer auf der EMO 2019:

16. bis 21. September 2019, Hannover: Halle 7 Stand E36
www.emo-hannover.de

07.2019

Neu von Kammerer!
Kugelgewindetriebe mit gekühlter Mutter für Werkzeugmaschinen – Verbesserte Präzision und Lebensdauer

Hornberg, Juli 2019. Kammerer Gewindetechnik GmbH hat Kugelgewindetriebe mit gekühlter Mutter für den Einsatz in Werkzeugmaschinen entwickelt. Die gekühlte Mutter erlaubt eine einfachere Kühlung des Kugelgewindetriebs. Dies verbessert Genauigkeit und Lebensdauer der Kugelgewindetriebe nachhaltig und ermöglicht höhere Geschwindigkeiten und Präzision bei den Werkzeugmaschinen. Die neuen Kugelgewindetriebe stellt Kammerer auf der EMO 2019 in Hannover vor.

Um eine reduzierte Temperaturentwicklung im Betrieb zu erzielen, hat Kammerer seine Kugelgewindetriebe mit angetriebener Mutter weiterentwickelt. Die Werkstoffauswahl der verbauten Bauteile wurde mit Hinblick auf die thermischen Eigenschaften optimiert. Dabei wurde die thermosymmetrische Konstruktion der Bauteile sowie die thermische Entkopplung berücksichtigt. Die Kühlung der Achsen und Maschine ist variabel regelbar. Die federverspannte Reckung der Kugelgewindetriebe und die Kühlbohrung in Spindel und Mutter minimiert die Verlagerung der Achsen. Die lineare Verschiebung der Achsen wird durch ein direktes Wegmesssystem kompensiert.

„Die partielle Erwärmung bestimmter Spindelbereiche, die aus reversierenden Bewegungen in bestimmten Teilbereichen resultiert, kann nur durch eine Temperaturregelung erreicht werden“, erklärt Reinhard Besenbeck, Technischer Leiter und Produktmanager Kugelgewindetriebe bei Kammerer in Hornberg im Schwarzwald. „Bei einer Temperaturdifferenz von zum Beispiel 5 Grad Celsius und einer angenommenen Umlenklänge von 100 mm ergibt sich eine Verspannung zwischen Mutter und Spindel von 5,5 µm. Dabei steigt die Vorspannung und somit die Temperatur in ungewünschte Bereiche. Das alles führt zu Lebensdauerverlusten, Schwingungen und Vorspannungsauflösung im Kugelkontaktbereich. Um die Energiekosten vorteilhaft zu beeinflussen, sollte eine mittlere Temperatur bestimmt und eingestellt werden, bei der nur das Minimum an Energie benötigt wird – dies muss nicht zwingend 21 Grad Celsius sein. Der spiralförmige Kühlkanal am Muttergehäuse-Umfang leitet die entstehende Wärme aus dem Bereich der Lagerung und des Kugelkontakts ab. Denn die Hauptwärmequellen sind Belastung, Drehzahl und Vorspannung. Gleiches gilt für die vier verbauten Axial- und Radiallager, die auf das kompakte Muttergehäuse wirken. Die neue Konstruktion verbessert Genauigkeit und Lebensdauer des Kugelgewindetriebes nachhaltig!“

Neben geringer Hitzebildung zeichnen sich die Kugelgewindetriebe durch geringe Geräuschentwicklung aus: das von Kammerer entwickelte Hartschälverfahren bei der Fertigung bewirkt eine nachweislich verringerte Geräuschbildung im Einsatz. Das Antriebskonzept der angetriebenen gekühlten Mutter ermöglicht hohe Lineargeschwindigkeiten bei langem Nutzhub der Kugelgewindetriebe. In Verbindung mit einer großen Steigung lassen sich Geschwindigkeiten von über 120 m/min erreichen, unter idealen Voraussetzungen sind Drehzahlen bis 4000 U/min möglich. Deshalb können bei langen Verfahrwegen die Taktzeiten positiv beeinflusst werden. Das vorgespannte Spindelsystem bewirkt eine höhere Gesamtsteifigkeit des Antriebstrangs. Die biegekritische Drehzahl ist nicht begrenzt. Beschleunigungen der Spindeln von bis zu 30 m/sec² sind möglich. Dabei kann der Einsatz von Hybridlagern und Keramikkugeln bestehende Drehzahlgrenzwerte noch erhöhen. Die höhere Dynamik der Kugelgewindetriebe bewirkt eine Steigerung der Produktivität der Werkzeugmaschine.

Kugelgewindetriebe mit gekühlter Mutter werden in Baugrößen von 16 mm bis 160 mm Durchmesser mit unterschiedlichen Steigungen angeboten. Neben Werkzeugmaschinen wie zum Beispiel Portalfräsmaschinen oder Räummaschinen umfassen die Einsatzgebiete Kunststoffspritzgießmaschinen, Hebe- und Montageeinrichtungen für Flugzeuge und Schienenfahrzeuge, und andere Lift- und Hubeinrichtungen. Kammerer-Kugelgewindetriebe werden in Hornberg im Schwarzwald hergestellt und weltweit vertrieben.

 

Kammerer KGT gekühlte Mutter

Abbildung:
Kugelgewindetrieb von Kammerer mit gekühlter angetriebener Mutter, zur Veranschaulichung hier mit Öffnung im Kühlgehäuse: in der Spirale zirkuliert das Kühlmedium, das die aus Lagerreibung und Kugelkontaktbereich entstehende Wärme ableitet.

10.2018

Kugelgewindetriebe für lange Achsen im Werkzeugmaschinenbau

Hornberg, Oktober 2018. Für den Einsatz in Werkzeugmaschinen bietet Kammerer Gewindetechnik GmbH Kugelgewindetriebe mit angetriebener Mutter an. Insbesondere für lange Verfahrachsen wie zum Beispiel in Portal­fräs­maschinen oder Räummaschinen sind Kugelgewindetriebe mit rotierender Mutter ideal. Dieses Antriebskonzept ermöglicht hohe Lineargeschwindigkeiten bei langem Nutzhub der Kugelgewindetriebe.

In Verbindung mit einer großen Steigung lassen sich mit der angetriebenen Mutter Geschwindigkeiten von über 120 m/min erreichen. Unter idealen Vor­aussetzungen sind Drehzahlen bis 4000 U/min möglich. Deshalb können bei langen Verfahrwegen die Taktzeiten positiv beeinflusst werden. Die höhere Dynamik bewirkt eine Steigerung der Produktivität der Werkzeugmaschine.
Das vorgespannte Spindelsystem sorgt für eine höhere Gesamtsteifigkeit des Antriebstrangs. Die biegekritische Drehzahl ist nicht begrenzt.
 
 
Beschleunigungen der Spindeln von bis zu 30 m/sec² sind möglich. Der Einsatz von Hybridlagern und Keramikkugeln kann bestehende Drehzahlgrenzwerte erhöhen.

Die Kugelgewindetriebe zeichnen sich durch geringe Hitze- und Ge­räusch­ent­wick­lung aus: Das stehende Muttergehäuse lässt sich einfach kühlen und sorgt so für reduzierte Hitzeentwicklung im Betrieb. Zu einer nachweislich verringerten Geräuschbildung beim Einsatz der Kugelgewindetriebe führt das von Kammerer entwickelte Hartschälverfahren bei der Fertigung.

Die Kugelgewindetriebe werden in Baugrößen von KGT 16 x 5 bis 120 x 20 angeboten. Neben Werkzeugmaschinen umfassen die Einsatzgebiete zum Beispiel Kunststoffspritzgießmaschinen, Hebe- und Montageeinrichtungen für Flugzeuge und Schienenfahrzeuge, und andere Lift- und Hubeinrichtungen. Kammerer-Kugelgewindetriebe werden in Hornberg im Schwarzwald hergestellt und weltweit vertrieben.

Kugelgewindetrieb von Kammerer mit angetriebener Mutter
Anwendungsbeispiel Portalfräsmaschine mit Kugelgewindetrieb von Kammerer

Unternehmensinformation:
Kammerer Gewindetechnik GmbH stellt in Hornberg im Schwarz­wald hochwertige Gewindetriebe her. Das 1938 gegründete Familienunternehmen hat heute 183 Mitarbeiter und wird in dritter Generation geleitet.
Das Produktprogramm umfasst Kugelgewindetriebe, Trapez­ge­win­de­tri­ebe, Gleitgewindetriebe, Planetenrollengetriebe, Schnecken, Schneckenwellen, kunden­spezifische Baugruppen und Komplett­systeme. Kammerer bietet sämtliche Fertigungsverfahren zur Herstellung von Gewinden an.
Die Produkte finden weltweit Einsatz im Werkzeugmaschinenbau, dem allgemeinen Maschinenbau, der Feinwerktechnik, in der Handhabungsautomation und Robotik, in der Medizintechnik, der Flugzeugindustrie und dem Automobilbau.

05.2018
Lebensmitteltaugliche Niro-Kugelgewindetriebe
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09.2017
Kugelgewindetriebe der Baureihe Hercules für höchste Belastungskräfte
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07.2017
Kugelgewindetriebe mit angetriebener Mutter für Werkzeugmaschinen
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01.2017
Niro-Kugelgewindetriebe für medizintechnische Anwendungen
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