Kugelgewindetrieb unterstützt völlig neue Gangwechselstrategie bei Lastkraftwagen Kugelgewindetriebe managen automatisierte Kupplungen bei Lastkraftwagen

2017-11-08
Wenn Spindel, Mutter, Kugeln und Schmierung perfekt zusammenspielen

Flexibilität und Anpassungsfähigkeit sind neben Zuverlässigkeit und Sicherheit nicht nur die massgeblichen Prinzipien der Eichenberger Gewinde AG, sondern es sind auch die wichtigsten Anforderungen an die neue Generation der Schaltsysteme bei LKW‘s: Die elektromechanische Kupplung. Als Gewindespezialist hat sich die Eichenberger Gewinde AG vornehmlich dem Rollen - also Kaltverformen - von Gewinden und der Fertigung von Kugel- und Gleitgewindetrieben (Spindel und Mutter) verschrieben. Den Kunden auf dem Weg zu innovativen Individuallösungen zu unterstützen, mit fundiertem Know-how und unter Einsatz modernster Produktionsmethoden, diese Ziele verfolgt die in der Schweiz beheimatete Firma tagtäglich.


Heutzutage ist es unerlässlich, dass Wirtschaft und Gesellschaft schonender mit den begrenzten Rohstoffen umgehen. Der Schlüssel dazu ist eine bessere Ressourcen- und Energieeffizienz. Wie lassen sich aber Ressourcen und Energie bündeln, Abläufe systematisieren, Prozesse optimieren wenn Kundenanforderungen stetig steigen und gleichzeitig Betriebskosten zu senken sind? Neue Technologien liefern die Antworten für viele Verbesserungen.

Kugelgewindetrieb im Einsatz bei Systemoptimierungen
Bei einem der ersten automatisierten Schaltsysteme auf dem Markt gelang es Eichenberger, das massgebliche Konstruktionselement für die neuste und zukunftsweisende, automatische Version der Kupplung zu entwickeln und von der Einzelanfertigung bis zum Serienlauf zu bringen. Mit der kalt umgeformten Kugelgewindespindel aus Stahl, Durchmesser 12 mm, Steigung 3 mm, kann die neuartige Kupplung nur durch das Bedienen eines Schalters, bereits bei niedrigen Motordrehzahlen, vollständig einrücken. Ausserdem wird die Kupplungsbetätigung an die Informationen vom Neigungssensor und an den erforderlichen Anfahrtsgang angepasst. So wird die Motordrehzahl für das saubere Anfahren gegebenenfalls angehoben. Die Kupplung weist während der Gangwechsel keinen Schlupf auf, das heisst, die Geschwindigkeit der miteinander in Reibkontakt stehenden Mechanismen weicht nicht ab. Sie dient also nur zum Trennen des Getriebes vom Motor. Diese Funktionen schützen die Kupplung und andere Antriebsstrang-Komponenten wirksam vor mechanischer Überbeanspruchung.
Häufiges Schalten ist bei LKW’s oft unvermeidbar. Je häufiger geschaltet wird umso schneller nutzt sich die Kupplungsscheibe ab und umso wahrscheinlicher ist es, dass die Kupplung eine vorzeitige Wartung benötigt. Natürlich hängt der Verschleiss nicht nur mit der Häufigkeit dieser Schaltaktion zusammen, sondern auch mit der Art des Schaltens. Je näher man an eine zeitlich optimal abgestimmte und perfekt ausgeführte Betätigung herankommt, umso eher ist eine Verschleissminderung möglich. Dieses neuartige, elektrische Kupplungssystem führt also zu weniger Verschleiss, was sich nebst erhöhter Lebensdauer direkt auf die Betriebskosten auswirkt. Zusätzlich werden spürbare Treibstoffersparungen erreicht.

Geht nicht gibt’s nicht
Dieser sauber abgestimmte Kupplungsvorgang verlangt das Äusserste in Bezug auf die Dynamik. In 0,02 Sekunden wird eine Belastung von 3500 N gefordert. Was sich so einfach anhört, erforderte ganze 6 Jahre der Grundlagenforschung und Entwicklungszeit in den Bereichen der Dynamik und Schmierung. Nur ein Kugelgewindetrieb (KGT) kann diesen prägnanten Anforderungen zwischen dynamischen Kräften und Bewegungsgrößen Stand halten. Der robuste Präzisions-KGT Carry von Eichenberger meistert diese Hürden problemlos. Das Gewindewalzen wirkt sich äusserst positiv auf die Rauheitswerte der Gewindeflanken und den Grundradius aus, die Kerbempfindlichkeit ist dadurch sehr gering.
Eine Lebensdauerschmierung ist anspruchsvoll und heikel zu gewährleisten. Da spricht man von 7-stelligen Lastwechseln bei rund 4000 Umdrehungen. Nicht nur der eindrückliche Wirkungsgrad des Carry Kugelgewindetriebs von über 90 % über die ganze Lebensdauer verlangte umfangreiche Tests, teilweise erstreckten sich die Dauerläufe über 9 Monate und Schmierversuche, um die Lebensdauer zu erreichen, nahmen mehr als 2 Jahre in Anspruch. Beim KGT 12 x 3 griff Eichenberger auf das bewährte Umlenkrohr-System aus Stahl zurück. Als Resultat der Entwicklungen konnte eine höchst effiziente Anbindung des Umlenkrohrs realisiert werden.

Optimales Zusammenspiel von Spindeln, Muttern, Kugeln und Schmierung
Für den Gewinderoller aus der Schweiz ist der lösungsorientierte Dialog mit dem Auftraggeber einer der wichtigsten Erfolgsfaktoren überhaupt. Die kundenspezifischen Anforderungen an Dynamik, Präzision, Belastung, Speed und Lebensdauer präsentierten sich herausfordernd. Die Berücksichtigung der Aussengeometrie der Mutter oder ein Prüfkonzept nach Kundenwunsch wurden im Team erarbeitet. Nur wenn Spindeln, Muttern, Kugeln und Schmierung perfekt zusammenspielen, kann höchsten Ansprüchen Rechnung getragen werden. Aufgrund der engen Toleranzen bei Drehmoment, Axialspiel und Rundlauf wird eine 100 % Kontrolle auf einem speziellen Prüfstand durchgeführt. Die KGT-Einheit mit der besonderen „Innenwelt der Mutter“, wird mittels Laser beschriftet. Über den registrierten Datamatrixcode lässt sich der Inhalt der Endprüfung 1:1 zurückverfolgen.


#