Prüfstand simuliert Störgrößen eines Kugelgewindetriebes

Auf dem Prüfstand können Kugelgewindetriebe im Durchmesserbereich bis 80 mm mit Längen von bis zu 4000 mm und allen Steigungsvarianten getestet werden. Der Prüfstand wird von einem 25,5-kW–Motor angetrieben, der ein Nenndrehmoment von 81 Nm und ein maximales Drehmoment von 195 Nm besitzt.

Die maximale Drehzahl beträgt 3000 min-1. Steigungsabhängig ergeben sich daraus erreichbare Vorschubgeschwindigkeiten des Schlittens von maximal 120 m/min und wählbare Vorschubbeschleunigungen von über 18 m/s². Der prinzipielle Aufbau wurde einer Vorschubachse einer Werkzeugmaschine nachempfunden.

Aktuell wird der Prüfstand im Rahmen des Verbundprojektes Zu-Pro genutzt, um verschiedene Störgrößen eines Kugelgewindetriebes zu simulieren, die in erster Linie für den vorzeitigen Verschleiß von Kugelgewindetrieben im praktischen Einsatz verantwortlich sind. Dazu zählen Verschmutzung durch Späne, Kühl- und Schmierstoffe, Fehleinbau und Mangelschmierung.

Verschleißzustand eines Kugelgewindetriebes erfassen

Über umfangreiche Messtechnik — bestehend aus Vibrationssensoren, Temperatursensoren, Axialkraftmessring, Erfassung des zum Antrieb notwendigen Motormomentes — kann das Verschleißverhalten (Änderung von Signalen über die Zeit) unter dem Einfluss verschiedener Störgrößen bis hin zum Totalausfall erfasst werden. Im Rahmen des Forschungsprojektes hat sich die Jenaer Gewindetechnik GmbH zusammen mit den Projektpartnern das Ziel gesetzt, ein umfangreiches Diagnosemodul zum Erfassen des Verschleißzustandes und zur Abschätzung der Restlebensdauer von Kugelgewindetrieben in Werkzeugmaschinen zu entwickeln.

Daraus ergeben sich nach Angaben des Unternehmens immense Kostenvorteile hinsichtlich der Wartungs- und Instandhaltungsplanung als auch der Wartungs- und Reparaturkosten bei Werkzeugmaschinenanwendern. Grundlegende Versuche haben auf dem Prüfstand der Jenaer Gewindetechnik GmbH begonnen.

Durch den Einsatz des Prüfstandes und die Auswertung der Untersuchungen erwartet die Jenaer Gewindetechnik auch weitergehende Erkenntnisse über das Verschleißverhalten der Kugelgewindetriebe und Informationen hinsichtlich weiteren Optimierungspotenzials an dieser wichtigen Komponente der modernen Werkzeugmaschine.

Über das Forschungsprojekt hinaus, ist sich Klaus-Peter Klein, Geschäftsführer der Jenaer Gewindetechnik GmbH, sicher, wird der Prüfstand es ermöglichen, steigende Anforderungen nach höheren Vorschüben, Drehzahlen und Beschleunigungen experimentell auf dem Prüfstand zu testen und damit weitere technische Optimierungen an Kugelgewindetrieben vorzu- nehmen.