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Mit dem AIP-Programm berät NSK zur Optimierung von Linearführungen

Linearführungen auslegen und optimieren
Endanwender sparen mit dem NSK-Beratungsprogramm zu Linearführungen

Linearführungen können innerhalb kurzer Zeit sechs- oder siebenstellige Zykluszahlen erreichen. Entsprechend hoch ist ihre Beanspruchung, denen die Komponenten nicht immer standhalten. In dieser Situation gibt es eine einfache und auch kostensparende Lösung: den Austausch gegen hochwertigere und langlebige Lineareinheiten.

» Andreas Kropp, Application Engineering Manager Precision, NSK Deutschland GmbH, Ratingen

Analyse der Umgebungsbedingungen beim Anwender, Untersuchung der ausgefallenen Linear- oder Wälzlagereinheit, Empfehlung eines geeigneteren Produktes – nach diesem Dreischritt funktioniert das AIP-Programm von NSK. Drei Beispiele aus der Lineartechnik verdeutlichen den Nutzen, den diese Beratung für den Betreiber der Anlage bietet – in unterschiedlichen Branchen, zum Beispiel in der holzverarbeitenden Industrie:

Ein Zulieferer der Bauindustrie, der Holzbalken herstellt, setzt an einer Anlage ein Zuführsystem ein, das Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen mit schnellen Richtungswechseln ausführt. Die Linearführungen, die hier zum Einsatz kamen, mussten im Durchschnitt alle zwei Wochen ausgetauscht werden – ein Zustand, mit dem der Betreiber nicht zufrieden sein konnte. Die Analyse zeigte, dass die Linearsysteme nicht in der Lage waren, den hohen Kräften und Belastungen standzuhalten, die bei jedem Richtungswechsel auftraten. Außerdem waren sie mit Holzpartikeln verunreinigt, die ein Blockieren der Kugelrückführung verursachen konnten.

Linearführungen mit Schmiereinheit

Die Empfehlung lautete daher, die vorhandenen Linearelemente gegen NSK-Linearführungen mit K1-Schmiereinheit auszutauschen. Diese kompakte Einheit wird in das Linearsystem integriert. Bei ihr ist das Schmieröl in einen polyolefinen Kunststoff eingebettet und wird von dort sukzessive über einen sehr langen Zeitraum auf die Laufbahn der Führung abgegeben. Dabei verhindert die sorgfältige Abdichtung, dass Verunreinigungen auf die Lauffläche gelangen. Zugleich wird weniger Schmierstoff als bei konventioneller Schmierung an die Umgebung abgegeben. Im Ergebnis läuft die Anlage nach der Umrüstung mehr als sechs Monate ohne einen Ausfall. Die Lebensdauer der Linearführungen hat sich somit um mehr als den Faktor Zwölf erhöht. Entsprechend reduzieren sich die damit verbundenen Material- und Stillstandskosten. Die Kosten-Nutzen-Analyse von NSK ergab jährliche Einsparungen von rund 77.800 Euro durch verringerte Ersatzteil- und Ausfallkosten.

Die K1-Schmiereinheit lässt sich mit allen Linearführungen des NSK-Programms kombinieren. Derart ausgestattete Linearführungen sind – wie das hier vorgestellte Beispiel zeigt – über eine sehr lange Laufzeit wartungsfrei, auch und gerade unter widrigen Umgebungsbedingungen. Aktuell hat NSK die Baureihe der Schmiereinheiten um die K1-L erweitert, die eine nochmals längere Lebensdauer der Lineareinheiten unter widrigen Umgebungsbedingungen gewährleistet. Der Einsatz eines neuen Trägermaterials erlaubt die Speicherung eines weit größeren Ölvorrates. Das verlängert die Wartungsintervalle und erhöht die Verfügbarkeit und Produktivität der Maschine oder Anlage, in der das Linearsystem eingesetzt wird.

Ein ähnliches Problem, das jedoch anders gelöst wurde, hatte ein Hersteller von PET-Kunststoffflaschen: An den Blasformmaschinen gab es vermehrt Ausfälle von Linearführungen. NSK untersuchte einige fehlerhafte Führungen und stellte als Ursache Beschädigungen an den Endkappen fest, die durch eine Kombination aus kurzen Hubbewegungen, kurzen Zykluszeiten, häufigem Start-Stopp-Betrieb und einer erhöhter Verschiebekraft beim Anfahren verursacht wurden. Angesichts dieses Anwendungsprofils und der aufgetretenen Schäden empfahl NSK dem Kunststoffverarbeiter den Einsatz von RA-Linearführungen, die sich unter anderem durch höchste Tragfähigkeit und Bewegungsgenauigkeit, extreme Steifigkeit, hohe Laufruhe sowie lange Lebensdauer bei kurzen Taktraten und hoher Belastung auszeichnen. Zu den konstruktiven Merkmalen dieser Rollenführungen gehören Distanzstücke mit Rückhaltefunktion zwischen den einzelnen Rollen. Sie reduzieren die Rollenschrägstellung und gewährleisten einen ruhigen Lauf sowie auch eine reduzierte Verschiebekraft beim Anfahren.

Der Anwender folgte der Empfehlung und rüstete zunächst probeweise eine Blasformmaschine mit den RA-Rollenführungen aus. Diese Maschine lief daraufhin mehr als ein Jahr lang ohne Probleme und Ausfälle – und durch die Optimierung dieser einen Maschine ergab sich eine Einsparung von 59.500 Euro pro Jahr. Deshalb wurden auch die anderen Blasformmaschinen entsprechend umgerüstet.

Edelstahl statt Beschichtung

Noch größere Einsparungen konnte ein Nahrungsmittelbetrieb erzielen, bei dem es regelmäßig, im Durchschnitt alle drei Wochen, zu Ausfällen bei den Linearführungen von Schneideanlagen kam – und das, obwohl die Lineartechnik schon an die Umgebungsbedingungen angepasst war: Die Führungen waren oberflächenbeschichtet und es wurde ein lebensmitteltaugliches Schmierfett verwendet. Der Anwender suchte nach einer Alternative, die neben einer längeren Lebensdauer auch höhere zulässige Geschwindigkeiten aufweisen konnte, weil eine Produktivitätssteigerung von 250 auf über 300 Zyklen pro Minute geplant war.

NSK-Experten untersuchten auch hier sowohl die Umgebungsbedingungen vor Ort als auch die ausgefallenen Einheiten. Sie empfahlen daraufhin die Verwendung von Linearführungen der Serie NH/NS aus Edelstahl in Kombination mit einer lebensmitteltauglichen K1-Langzeitschmiereinheit, die ebenfalls die geforderte Geschwindigkeit erreicht.

Nach einem Probelauf, der erfolgreich verlief, rüstete das Unternehmen sämtliche Schneideanlagen auf diese Edelstahl-Linearführungen um. Sie entsprechen den Hygiene-Anforderungen der Lebensmittelindustrie und erreichen selbst bei häufigen und gründlichen Reinigungsprozessen eine lange Lebensdauer. Nun müssen die Instandhalter frühestens nach 32 Wochen einen Wartungseinsatz einplanen, anstatt nach drei Wochen die Linearführungen auszutauschen. Das entspricht einer Lebensdauerverlängerung um mehr als das Zehnfache. Die Amortisationsberechnung ergibt – trotz der in etwa verdoppelten Kosten für die Lineareinheiten – eine jährliche Einsparung von rund 206.000 Euro durch verringerte Ersatzteil-, Wartungs- und Stillstandskosten. (sc)

Kontakt:

NSK Deutschland GmbH
Harkortstraße 15
40880 Ratingen
Tel.: +49 2102 481–0
Mail: info.de@nsk.com
Website: www.nsk.com

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