Lineartechnik Lineare Schubkraft auf dem Mars – und auf dem Shopfloor

Vor mehr als 30 Jahren entstand unter dem Dach der SKF-Gruppe ein Unternehmen, das es mit seinen Produkten bis auf den fernen Planeten Mars geschafft hat. Auch heute noch entwickeln und produzieren die Ingenieure von Ewellix weltweit lineare Produkte, die in Sachen Präzision und Verlässlichkeit wegweisend in der Lineartechnik sind – und diese im Hinblick auf neue elektromechanische Antriebslösungen kräftig umkrempeln.

In Deutschland begann alles vor mehr als 30 Jahren in Schweinfurt als SKF Linearsysteme GmbH. Doch das ist Geschichte. Denn die Geschäftseinheit des schwedischen Mutterkonzerns geht seit zwei Jahren ihre eigenen Wege – und firmiert seitdem weltweit unter dem Namen Ewellix. Der global tätige Entwickler und Hersteller von linearen Antriebslösungen, die in der Montageautomation sowie in medizinischen und in mobilen Anwendungen eingesetzt werden, beschäftigt an seinen neun Produktionsstätten rund um den Globus aktuell mehr als 1.200 Mitarbeiter.

Die ersten zwei Jahre der neuen Marke am „Himmel der Lineartechnik“ sieht Ewellix-Geschäftsführer Swen Wenig trotz Corona richtungsweisend: „Aus dem damaligen Beiboot ist ein agiles und eigenständiges Schnellboot geworden, das nun mit viel Schubkraft und Wasser unterm Kiel hin zu neuen Märkten rast. Wir möchten mit Produkten wie dem modernen Hochleistungsaktuator CEMC und unserem neuen smarten CAHB-2xS Beschleuniger des Megatrends Elektrifizierung auch auf den Shopfloors der Automobilindustrie und im Bereich Mobile Machinery werden.“

Hochleistungsaktuator für die Automobilindustrie

Die neuen elektromechanischen CEMC-Antriebe basieren auf der Technologie der invertierten Rollengewindetriebe. Dies ermöglicht die Integration des Servomotors direkt auf dem Mutternkörper, was zu einer sehr kompakten und dennoch leistungsstarken Lösung führt. Dieses Design minimiert die Abmessungen, reduziert die Trägheit und ermöglicht hervorragende Kontrolle, ansprechende Leistung sowie deutlich verbesserte Zykluszeiten und damit eine hohe Produktivität. Die CEMC-Antriebe sind etwa 40 Prozent kürzer als typische elektromechanische Zylinder und damit die ideale Lösung, wenn es um Kompaktheit und Leistungsdichte geht. Außerdem bietet das geringe Gewicht einen zusätzlichen Vorteil bei der Anwendung direkt auf oder an Roboterarmen.

Die Automobilindustrie betreibt durchschnittlich 300 Schweißroboter pro Produktionslinie. Obwohl die Masse der mechanischen Helfer mit pneumatischen und hydraulischen Antrieben arbeitet, lässt sich ein wachsender Trend zum elektromechanischen Schweißprozess beobachten. Dieser ist nicht nur auf die Energieeinsparungen zurückzuführen, sondern auch auf höhere Geschwindigkeiten und die verbesserte Qualität des Schweißvorgangs. Möglich macht dies der Einsatz eines CEMC-Aktuators.

„Mit unseren Lösungen für die Automobilindustrie reagieren wir auf den Input der Branche. Wir stehen in engem Kontakt mit unseren Partnern und haben immer ein offenes Ohr für ihre Anliegen“, erklärt Application Engineer Marcus Hertlein-Gaedicke. „Beispielsweise bedienen wir mit dem CEMC den Wunsch nach einem zuverlässigen, wartungsarmen und starken Aktuator, etwa für Punktschweißzangen. Besonderer Clou am CEMC ist der eingebaute Kraftsensor, der auch den Temperaturdrift berücksichtigt und für Prozesssicherheit in allen Anwendungsphasen sorgt.“

Präzision und Zuverlässigkeit für den Mars Rover

Prozesssicherheit spielt auch bei der Raumfahrt eine wichtige Rolle, etwa bei der Mars-Mission der NASA. Ein von Ewellix in Armada/Michigan gemeinsam mit dem Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA am California Institute of Technology entwickelter und gebauter Planetenrollen-Gewindetrieb ist als Teil der Mars 2020 Perseverance Rover Mission der NASA auf dem roten Planeten gelandet. Basis für die Mars-Version ist ein Standard-SR/HR-Planetenrollen-Gewindetrieb, den Ewellix an die außergewöhnlichen Einsatzbedingungen angepasst hat. Die modifizierte Komponente arbeitet in der Versiegelungsstation an der Basis des Perseverance Rovers. Sie erzeugt die notwendige hohe Kraft, um die 43 Probenröhren für Marsgestein an Bord hermetisch zu versiegeln.

„Bei der Entwicklung gab es sicherlich einige Premieren für uns, da die Anwendungsbedingungen und die Umgebung sehr anspruchsvoll sind. Wir mussten unsere Komponenten so weit wie möglich verkleinern, um Platz und Gewicht zu sparen, und trotzdem die notwendige Tragzahl und Stabilität sicherzustellen. Außerdem sollten alle Teile auch bei sehr niedrigen Temperaturen zuverlässig arbeiten. Daher wurden alle Werkstoffe speziell wärmebehandelt“, erläutert Jean-Pierre Collognat, Projektleiter und Business Development Manager bei Ewellix, einige der Herausforderungen. „Wir haben bei diesem unglaublichen Projekt Feinmechanik und Fertigung auf ein neues Niveau gehoben und gezeigt, wie aus einem Standardprodukt eine einzigartige Komponente für den Einsatz in einer – im wahrsten Sinne des Wortes – anderen Welt entstehen kann.“

Hochpräzisionsführung in den Maschinen

Doch auch auf der Erde ist Präzision gefragt – zum Beispiel bei der Herstellung von elektronischen Bauteilen, deren Produktionslinien Ewellix mit hochpräzisen Linearführungen beliefert. Ewellix ist in der Lineartechnik breit aufgestellt und kann neben Aktuatoren und Gewindetrieben auch Hochpräzisionsführungen anbieten – und geht dabei seinen ganz eigenen Weg, um 20.000 Kilometer Laufleistung ohne Nachschmieren anbieten zu können. Andreas Drügemöller, Lineartechnikspezialist bei Ewellix, kennt den Markt mit seinen Anforderungen sehr genau und antwortet mit der Hochpräzisionsführung LLS auf den Miniaturisierungstrend der Industrie: „Das sehen wir nicht nur in der Elektronik, wo dies besonders verbreitet ist, sondern auch in der Medizintechnik, der Logistik oder der Automatisierung.“ Das hängt sehr stark mit dem Thema Leichtbau zusammen. In allen Bereichen sind trotz kleinster Abmessungen leistungsfähige Produkte gefragt. Diese kann Ewellix mit seinem aktuellen Programm bieten. „In den geringen Dimensionen tritt dann praktisch auch keine Reibung mehr auf, denn wir schleifen bis auf einen Mikrometer laufbahnparallel genau.“ Drügemöllers Meinung nach ist die LLS von Ewellix genau das, was der Markt braucht: „Wir haben ein neues und einzigartiges System entwickelt, wie wir die Kugeln zuverlässig in der Laufbahn halten. Selbst wenn nur eine einzige Kugel herausfällt, kann das zum Beispiel bei der Elektronik großen Schaden anrichten.“ Mit den Ewellix-Komponenten ist es für den Anwender jetzt möglich, einen kompletten Wagen auf die Schiene zu schieben, ohne dass etwas passiert. „Ursache dafür ist ein von uns entwickeltes neuartiges Blechteil, das die Kugel komplett einrahmt und festhält“, erklärt Drügemöller. „Der Anwender kann so keine Fehler machen, weil es nicht möglich ist, das Produkt falsch zu montieren. Die Präzision ist bei diesem geschlossenen System bei Links- oder Rechtsanschlag völlig gleich.“

Damit wird die Komponente sehr langlebig. Das unterstützt die optimierte Geometrie, bei der die Position der Umlenkstücke unveränderlich verschraubt ist. Durch die neuartige Kugelhalterung sitzt die Dichtlippe zudem sehr eng. Deshalb kann sich kein Schmutz in der Führung ansammeln. Die Lippe streift sich zu 100 Prozent nur in der Laufbahn ab. Rundherum verläuft ein millimeterbreites Reservoir, das komplett mit Hochleistungsfett getränkt ist und direkt die Laufbahn schmiert. „So können wir 20.000 Kilometer Laufleistung ohne Nachschmieren garantieren“, sagt Drügemöller.

Linearkugellager und Wellen für jede Anwendung

Auch für zahlreiche andere Anwendungen hat Ewellix die passenden Linearführungssysteme parat. Zum Beispiel haben die Schweinfurter jetzt ihr Portfolio an Linearkugellagern der D-Serie komplettiert. Dank der optimierten Laufbahngeometrie und der deutlich größeren Wälzkörper konnte Ewellix die dynamische Tragzahl der neuen Generation im Vergleich zum Vorgängermodell steigern und die Lebensdauer verlängern. „Die neuen Linearkugellager sind reibungsärmer, laufruhiger, leiser und erlauben längere Nachschmierintervalle“, erklärt Application Engineer Tobias Kamm. „Auffällige Einbaumarken kennzeichnen die Hauptladerichtung und die Position des Schmieranschlusses an der Vorderseite. Das beugt Montagefehlern vor, vereinfacht und beschleunigt den Einbau der werksbefetteten Lager.“

Neben der bewährten Kompaktbaureihe LBBR und den neuen D-Lagern bietet Ewellix weitere Varianten an Linearlagereinheiten an. Hier sind jetzt noch mehr unterschiedliche Kombinationen aus Linearlager und Gehäuse möglich. Die Lagereinheiten der kompakten ISO-1-Reihe und der Standard-ISO-3-Reihe sind nun als abgedichtete oder abgeschirmte Version, in Wälzlagerstahl oder korrosionsbeständigem Stahl erhältlich. Zusätzlich sind alle Lagereinheiten der Standardbaureihe wahlweise mit steifen oder winkeleinstellbaren Lagern verfügbar. „Damit hat Ewellix für jede Aufgabe die passende Variante im Portfolio“, ist sich der Linearspezialist sicher.

Neue Aktuatorenserie für die Mobile Machinery

Speziell für den Einsatz in landwirtschaftlichen Geräten, Baumaschinen, Arbeits- und Hebebühnen sowie in Utility Task Vehicles (UTV), Kehrmaschinen und Bussen stellt Ewellix ganz aktuell die sensorbestückten smarten Aktuatoren der CAHB-2xS-Serie vor. Die Plug-and-play-Lösung bietet eine optimierte Steuerung, genaue Positionssensoren, integrierte Fernüberwachung und -diagnose sowie eine verbesserte Kommunikation. Die berührungslos arbeitenden Sensoren des CAHB-2xS liefern Echtzeitdaten über Position und Zustand des Aktuators und warnen den Anwender frühzeitig vor sich ankündigenden Problemen. Der Aktuator muss nicht kalibriert werden und seine Bewegungen werden konstant überwacht. Anwender können auch mehrere Aktuatoren synchronisieren, um auch parallele Bewegung voller Geschwindigkeit zu ermöglichen. Zudem verfügt der kraftvolle Aktuator über einen sanften Stop/Start, einen einfach einstellbaren Endanschlag sowie eine CAN-Bus-Schnittstelle zur einfacheren Kommunikation.

„Der CAHB-2xS erweitert Geräte und Maschinen um intelligente Steuerungsfunktionen, Sensoren und Kommunikation“, sagt Application Engineer François Ducourant. „Es ist das erste in einer Familie neuer Produkte, die Teil der digitalen Plattform Ewellix Smart X sind, um Kunden auf ihrem Weg zur Digitalisierung zu unterstützen.“

Ewellix macht den Cobot mobil

Sammeln, Kommissionieren und Palettieren – bei Handhabungsaufgaben ist es oft erforderlich, große Entfernungen zwischen Maschinen zu überbrücken. Etwa beim Be- und Entladen bearbeiteter Teile auf CNC-Zentren oder beim Palettieren. Cobots, also kollaborative Roboter, die gemeinsam mit ihren menschlichen Kollegen arbeiten, können die Produktivität in industriellen Umgebungen mit sich wiederholenden Aufgaben erheblich steigern. Ihr Handlungsspielraum ist in der Regel jedoch durch ihre Reichweite begrenzt. Zusätzliche Linearachsen machen den Cobot mobiler und versiebenfachen seinen Aktionsradius. Dafür hat Ewellix die beiden kundenspezifischen Lösungen Liftkit und Slidekit entwickelt.

Diese hochwertigen, kombinierbaren Aktuatoren und Hubsysteme machen die ganze Montagelinie flexibel und mobil. Das Liftkit befördert einen kollaborativen Roboter im wahrsten Sinn des Wortes auf ein höheres Level. Die kompakte Teleskopsäule hebt oder senkt die Basis des Cobots um bis zu 900 Millimeter. In Sonderfällen lassen sich auch größere Hübe realisieren. Typische Anwendungen für das Liftkit sind Pick-and-place-Lösungen oder Palettieraufgaben an Verpackungsstationen.

Linearmodule von Ewellix sorgen für eine schnelle und präzise Bewegung zur effizienten Positionierung des Cobots entlang einer horizontalen Achse. Als Basis für das Slidekit dient die Linearachse, die Verfahrwege von bis zu 1.800 Millimetern ermöglicht. Damit macht sie den Cobot hochmobil und steigert seinen Bewegungsradius um das Siebenfache – bei sehr hoher Positionier- und Wiederholgenauigkeit.

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