Systém je víc než součet jeho částí: Synergie pro efektivní stroje a zařízení

Nízké výrobní náklady a co nejvyšší množství za jednotku času - to jsou požadavky uživatelů výrobních strojů. Toho lze dosáhnout jen tehdy, když jsou jednotlivé funkce strojů technicky vypilovány a optimálně spolu působí. Platí to především pro pohony, ložiska a ložiskové moduly. Zde se skvěle doplňují řešení značek INA a FAG spolu s dceřinými společnostmi skupiny Schaeffler INA-Drives and Mechatronics (IDAM) a FAG Industrial Service (F´IS) a dokazují jedno: Systém je víc než součet jeho částí. Průmyslové podniky musejí vyrábět stále hospodárněji. Při investování do strojů se proto vedle vyzrálých technických schopností tlačí do popředí i co nejvyšší produktivita. Aby bylo možné obsloužit co možná nejširší výrobkové spektrum, jsou obráběcí stroje stavěny z modulárních prvků a systémů. V pohonech a uloženích splňuje tyto požadavky Schaeffler Group Industrial se značkami INA a FAG použitím vysoce integrovaných řešení. Například teplotně stabilního otočného stolu, lineárního stolu s motorem s dvojitým hřebenem nebo integrované axiálně volné stavební jednotky hlavních vřeten. Výpočetní program Bearinx od INA a FAG, který je navržen pro veškeré obráběcí stroje, umožňuje detailní analýzu valivých uložení - od jednotlivých ložisek přes hřídelové systémy až k uložení vřeten. FUNKČNÍ JEDNOTKA PŘIPRAVENÁ K MONTÁŽI Ložiska, ložiskové moduly a pohony mají v obráběcích strojích klíčové role. Základní vlastnosti jako lehký chod, odolnost proti opotřebení a proti korozi i dlouhá životnost, se mezitím staly samozřejmostí. Skutečný rozsah výkonu však sahá mnohem dále. Proto jsou do valivých ložisek a vedení integrovány funkce jako odměřování, brzdění a jištění. Tak se z uložení stávají systémová řešení. Do vřetenových ložisek FAG byla například integrována funkce axiálně volného uložení. To umožnilo snížit počet rozhraní, která dosud od konstrukce až po montáž vyžadovala zvláštní péči s větší spotřebou pracovního času. Axiálně volné ložisko je ustaveno pružinou a kombinuje ložisko, posuvné pouzdro i pružinu v jednom kompletu. Tím se stanou díly okolní konstrukce, jako víko s připevňovacími šrouby, nadbytečné. Úbytek takových stavebních rozhraní zlepšuje přesnost celého systému. Menší vnější průměr poskytuje konstrukční a funkční volnost, zjednodušuje montáž a zvyšuje provozní bezpečnost. U vřetenových ložisek s klecí TX, která jsou navržena na dobu životnosti maziva, byla změněna geometrie. Vodicí plocha klece se přemístila z přední strany vnějšího kroužku na stranu opačnou, čímž vznikly dodatečné prostory na mazivo, které tak leží blíže místům valivého kontaktu. Bez dodatečného prostoru či přídavného agregátu se tím životnost maziva zvýšila. Dvouřadé axiální ložisko INA řady ZKLDF je dalším příkladem viditelného zvýšení výkonu. Ložisko lze použít na brusné hlavy i na rychle se točící otočné stoly. Hybridní ložiska této konstrukce o vnitřním průměru 395 mm dosahují 2000 ot/ min. Ložiska pro otočné stoly s odměřovacím systémem pak získala převahu umístěním měřítka na ložiskovém kroužku. PŘÍMÉ POHONY S ATRAKTIVNÍMI VLASTNOSTMI Přímé pohony pro lineární a rotační pohyby se doporučují zvláště pro jejich malou zástavbu a v případech, kdy je při obrábění požadována vysoká kvalita povrchu. Mají velkou dynamiku, která umožňuje realizovat jak pomalé, tak i rychlé pohyby. V současnosti se používají tři principy: motory s neželezným jádrem jsou vzhledem k jejich malé hmotnosti obzvlášť dynamické. Téměř nezatěžují vedení přítažnými silami a mají vynikající vlastnosti pro synchronní chod. Drážkované motory disponují vyšším silovým využitím. Jsou robustní, lépe se chladí a hodí se proto ještě lépe pro pohyb větších hmot. Bezdrážkové motory s tzv. vinutím se vzduchovou mezerou se často používají jako dobrý kompromis. Dceřiná společnost skupiny Schaeffler IDAM navrhuje rotační přímé pohony s vnitřním nebo vnějším rotorem. U pohonu s vnějším rotorem jsou permanentní magnety uspořádány na vnějším rotujícím válci. Při stejné zástavbě dosahují vyšších krouticích momentů. Otočným stolům a kyvným osám dodávají kromě viditelně vyšších otáček a úhlových zrychlení také vyšší tuhost a přesnost. Cíleným přesazením pólů a volbou měřítka se vývojářům IDAM podařilo snížit protisilové působení vznikající na základě magnetického odporu a kolísání momentu na již nepodstatné hodnoty. Bezdrážkové rotační přímé pohony lze vyrobit ke každé technicky zvládnuté velikosti průměru a při rychlosti 20 m/s již dosahují jejich nejvyšší obvodové rychlosti vztažené ke vzduchové mezeře. Naproti tomu s nízkoodporovým vinutím a malým počtem pólů dosahuje motor HSR (High Speed Rotary Motor) relativní rychlosti 50 m/s a používá se proto u vysokorychlostních aplikací, jako např. u honovacích strojů na ozubení, frézovacích stolů či laserových zařízení. Tento motor vznikl na speciální požadavek zákazníka a stejným způsobem i motor HSRV s minimálními vibracemi a proto vhodný pro počítačové tomografy. Oba motory se hodí k pohonu rychle se točících vřeten nebo jiných otočných jednotek při současném požadavku na vysoký krouticí moment. Při výkonech 50 až 100 kW lze např. při průměru 700 mm dosáhnout 500 ot/min a max. krouticí moment 3000 Nm. Přímé pohony se též používají v systémech jako jsou lineární stoly, osy a suporty, lineární vedení vč. krycích lišt nebo víceosé stoly a manipulátory u zkoušek rentgenovým zářením. Přesný lineární motor L2 je standardizován ve variantních délkách a odstupňovaných šířkách pro síly 1 až 12 kN. Například na frézovacím stroji pro ultrapřesné obrábění umožňuje jako lineární osa výrobu leštěných ploch. Na takovém stroji jsou, mimo jiné, frézovány formy na skleněné láhve. To klade nejvyšší požadavky na kvalitu regulace a synchronizaci. LINEÁRNÍ TECHNIKA Také v oblasti lineární techniky, která je vyráběna v závodech skupiny Schaeffler v Homburgu a Haguenau, převládá systémové myšlení. Výchozím produktem oblasti lineární techniky je hřídel s válcovanou délkou do 6 metrů a standardní tolerancí od h6. Skupina Schaeffler Group Industrial vyrábí nejen plné hřídele s průměrem do 80 mm a délkami od 2 do 6 metrů, ale také hřídele duté. Hřídele jsou dle přání zákazníka individuálně upravovány a při požadavku dále opracovávány v takzvaných Quick centrech tak, aby mohly být vyexpedovány v co možná nejkratším čase. Tyto produkty jsou zabudovány mimo jiné v modulech a stolech jako strojní a vodicí elementy, v kladkových vedeních jako oběžná plocha nebo také v oblasti automobilového průmyslu, např. jako řadicí tyče. K tomu nabízí skupina Schaeffler stavebnicový systém sestávající z lineárního kuličkového ložiska a jednotky pro lineární kuličkové ložisko kompaktní řady KH s vnějším kroužkem z taženého plechu, masivní řadu KB s kaleným a broušeným vnějším kroužkem, stejně tak jako stavitelnou řadu KN..-B pro normální a KS pro vysoké zatížení. Dalším důležitým krokem je vývoj odlehčené řady ložisek KN. Zde bylo dosaženo o 50 procent vyšší životnosti. Nová lineární kuličková ložiska řady KN..-B/KNO..-B jsou založena na plastové kleci s vysokou pevností, která umožňuje nejlepší vlastnosti chodu ložiska a je zhotovována ze zcela nového materiálu. V této kleci jsou zabudovány ocelové nosné destičky, kuličky, krytky i těsnění. Tato ložiska jsou robustní, přiměřeně lehká a vysoce zatížitelná. Konstrukce ložiska umožňuje vyrovnat úhlové chyby do hodnoty až +/-30 úhlových vteřin, aniž by byla ovlivněna jejich únosnost a životnost. Díky samočinnému nastavení nabíhají kuličky do zóny zatížení bez dalších rušivých vlivů. Kromě toho se nový koncept ložiska stará o rovnoměrné zatížení všech řad kuliček. Kombinací zvláštního uspořádání a nového materiálu klece se docílí klidného chodu ložiska, může být dosaženo vyšších zrychlení a je zabráněno přetížení jednotlivých kuliček. V mnohých případech dovolují tyto zvýšené parametry lineárního kuličkového ložiska zjednodušení okolní konstrukce, což vede ke snížení konstrukčních, výrobních i montážních nákladů. Díky prvotnímu promazání vysoce hodnotným tukem a integrací mazacího zásobníku jsou tato lineární kuličková ložiska v mnoha aplikacích jako bezúdržbová. To je ještě podpořeno dvoubřitým těsnicím kroužkem na obou stranách, který zabraňuje proniknutí nečistot do systému ložiska a zároveň spolehlivě zadržuje tuk v ložisku samotném. KLADKOVÉ VEDENÍ: JEDNODUCHÁ MONTÁŽ, LEHKÉ A ROBUSTNÍ Kladkové vedení LF se vyznačuje vynikajícím poměrem cena-výkon. Umožňuje rychlosti posuvu do 10 metrů za sekundu, a tak jsou rychlejší než profilová vedení. K tomu jsou i extrémně tichá a díky párování hliníkového jádra ocelových hřídelí a profilovaných kladek mají i nepoměrně nižší hmotnost. Vedení LF jsou lehkoběžná, robustní a vyžadují jen nepatrné náklady na domazávání a ochranu před nečistotami. Je zde možno objednat i vedení do oblouku. Kombinace rovných kolejnic s vedením do oblouku a nasazením natáčecího vozíku umožňuje vytvoření libovolné trasy vedení a nabízí uživateli enormní flexibilitu. Montáž a seřízení těchto lineárních vedení je velmi jednoduchá díky celé paletě příslušenství. Nejnověji byl vyvinut spojovací systém pro kolejnice VBS k napojování sestavených LF nosných kolejnic.VBS systém se dá použít jak pro přímé kolejnice, tak i pro kolejnice do oblouku. Spojovací systém je vytvořen co nejjednodušeji a skládá se z jednoho čepu a dvou přídržných objímek pro každé místo spoje. Po spojení kolejnic do jednoho montážního celku se toto přichytí šrouby do okolní konstrukce. Styk kolejnice je optimálně vyladěn, což výrazně usnadňuje konečnou montáž a má za následek nejmenší možné přechody.Tímto se tedy redukují vlivy spojů kolejnic na minimum. Přesné přechody přispívají i k menšímu opotřebení kladkových vedení, což s sebou přináší vyšší životnost, dlouhodobou přesnost a maximální použitelnost. Možnosti využití profilových vedení jsou stále obsáhlejší. Sahají od oblasti produktroniky přes aplikace v lékařské technice až k obráběcím centrům a velkým soustruhům pro rozvodové hřídele větrných elektráren. Zvláštní zřetel je brán na nejrůznější povrchové ochrany, s nimiž je možné výrazně rozšířit oblast využití. Výrobní, přepravní i manipulační systémy pracují také v nejrůznějších nepříznivých podmínkách. Je snaha tedy vyloučit pokud možno poruchy kvůli korozi a otěru. Předpokladem pro to je dokonalé spektrum povrchových ochran, které jsou přizpůsobeny jednotlivým oblastem použití. Speciální ochranná vrstva Corrotect vyniká extrémně vysokou odolností vůči vlhkosti, solné mlze, odpadní vodě, lehce alkalickým médiím a nemá žádný negativní vliv na únosnost. Vrstva Protect A nabízí vysokou ochranu proti otěru, kombinovanou s lehkou ochranou proti korozi. Díky tomu, že vrstva Protect A neobsahuje šestimocný chrom, hodí se pro nejrůznější aplikace v potravinářském průmyslu (ochrana proti různým chloridům, nejrůznějším olejům, sloučeninám síry a chlóru, slabě kyselým médiím). Protect B je naproti tomu vysoce účinná ochrana proti otěru a zároveň proti korozi. Chrání mimo jiné opět proti nejrůznějším chloridům, rozličným olejům, sloučeninám síry a chlóru a slabě kyselým médiím. Hydrostatické lineární vedení nabízí výborné tlumicí vlastnosti, vysokou dynamickou tuhost a nejvyšší přesnost. Skupina Schaeffler Group Industrial právě pracuje na zcela pokrokovém projektu hydrostatického vedení, jež se pyšní obzvláště kompaktním provedením. "Kapesní" rozměry tohoto vedení byly koncipovány tak, že se dosáhlo statické tuhosti profilového vedení na bázi valivých elementů ve směru tlaku. Další předností je úplné utěsnění se zpětným tokem oleje a integrovanou hydraulickou regulací. Skupina Schaeffler nabízí tímto svým zákazníkům kompaktní hydrostatické vedení jako standardizovaný konstrukční element pro "High end" řešení vysoce přesného obrábění, které sjednocuje pozitivní vlastnosti montáže profilových vedení s excelentními tlumicími vlastnostmi hydrostatiky. SCHAEFFLER GROUP S přibližně 60 000 zaměstnanci, více než 180 pobočkami po celém světě a obratem přibližujícím se 8 mld. eur (2005) se řadí skupina Schaeffler k vedoucím výrobcům valivých ložisek a dodavatelům do automobilového průmyslu na světě. Do skupiny společností patří Schaeffler KG s hlavním sídlem v Herzogenaurachu se značkami INA a FAG, jakož i skupina LuK se sídlem v Bühl/Badenu. Průmyslová divize dodává řešení pro uložení prostřednictvím čtyř hlavních branží - výrobní stroje, těžký průmysl, pohony a železnice, spotřební produkty - pro cca 60 různých průmyslových odvětví.