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Reibungs- und Verschleißoptimierung für industrielle Anwendungen

: V-Research


Im Vierländereck am Bodensee betreibt V-Research industrieorientierte Forschung und Entwicklung in enger Zusammenarbeit mit verschiedensten Industrie-Unternehmen wie Doppelmayr Seilbahnen, Liebherr, Palfinger AG oder Hirschmann Automotive. Neueste Entwicklung von V-Research ist ein TriboDesign der Hubsysteme für die Antriebstechnikfirma ZIMM, welche höhere Traglasten bei längerer Lebensdauer ermöglicht.

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Schneckenräder aus Bronze sind das Herzstück von konventionellen Spindelhubgetrieben.

Schneckenräder aus Bronze sind das Herzstück von konventionellen Spindelhubgetrieben.

Die ZIMM Maschinenelemente GmbH + Co KG ist ein international tätiges Unternehmen mit mehr als 35 Jahren Erfahrung in der Antriebstechnik. ZIMM vertreibt und entwickelt hochwertige Antriebselemente für präzise elektromechanische Verstellungen von linearen Bewegungen – und das bei Lasten bis zu 100 Tonnen (1.000 kN) pro Getriebe. Diese Hubgetriebe werden in automatisierten Produktionsanlagen auf der ganzen Welt eingesetzt: von der Airbus-Produktion in Hamburg bis zur Herstellung von Flachbildschirmen von Samsung und LG in Korea. Auch große Theater wie das Mariinsky Theater in St. Petersburg und das Bolschoi Theater in Moskau nützen die ZIMM-Technik für ihre tonnenschweren Bühnenbewegungen. Maschinenbau wird immer komplexer, die Entwicklung aufwendiger. „Neues Denken lässt sich selten auf Knopfdruck anfordern, neue Aufträge müssen aber meist rasch umgesetzt werden“, schildert Vaheh Khachatouri, Geschäftsführer des Dornbirner Forschungszentrums V-Research GmbH. Mit der Sicht von außen und dem Know-how erfahrener Ingenieure bereitet das Unternehmen den Boden für neue Entwicklungen und hilft vor allem Maschinen- und Anlagenbauern bei schwierigen Problemlösungen. TriboDesign kümmert sich etwa um Lösungen, wenn es um Verschleiß oder Reibung geht.

Tribologische Optimierung der Herzstücke der Spindelhubgetriebe

Wenn es um Forschung und Entwicklung geht, arbeitet ZIMM seit Jahren mit V-Research zusammen. Schwerpunkt der Arbeit von V-Research ist dabei die tribologische Optimierung der Herzstücke der Spindelhubgetriebe, also der Schneckenverzahnung und der Bewegungsgewinde. Aufgrund des hohen Gleitanteils und der daraus resultierenden großen tribologischen Beanspruchung stellen diese Baugruppen sehr hohe Anforderungen an die eingesetzten Werk- und
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Spindelhubgetriebe der Firma ZIMM mit einer Nennlast von 35 Tonnen und einer Sicherheitsfangmutter.

Spindelhubgetriebe der Firma ZIMM mit einer Nennlast von 35 Tonnen und einer...

Schmierstoffe. „Durch ein umfassendes Neudesign der Schneckenverzahnung ist es V-Research gelungen, bei 30 Prozent geringeren Herstellungs- und Materialkosten die Lebensdauer des Hubsystems um 55 Prozent und die Traglasten um 30 Prozent zu steigern“, so Alexander Diem, Geschäftsfeldleiter des Bereichs TriboDesign. Vor diesem Hintergrund unterstützt V-Research ZIMM bei der Optimierung der bestehenden Werkstoffpaarungen, Oberflächen, Beschichtungen und Schmierstoffen sowie bei der Auswahl und Evaluation ganz neuer Werkstoffkonzepte. Damit kann ZIMM seine Produkte an die steigenden Anforderungen des Marktes anpassen und sich von den Produkten des Wettbewerbs abheben.

Know-how erfahrener Ingenieure

Um schnell und kosteneffizient zu aussagekräftigen Daten über die neuen, tribologisch designten Konzepten für die Schneckenverzahnung zu gelangen, passt V-Research in bewährter Manier die Modellversuche für die tribologischen Tests optimal an das reale Tribosystem an. In diesem Fall greift V-Research auf eine nicht alltägliche Probengeometrie, einen balligen Zylinder, der sich gegenüber einem ebenen, scheibenförmigen Gegenkörper oszillierend und unter Last bewegt, zurück. Dabei bilden sich ähnliche, elliptische Kontaktflächen aus, wie dies zwischen den Schneckenflanken der Fall ist. Die korrekte Interpretation der Versuchsergebnisse ist trotzdem nicht trivial – Veränderungen in der Flächenpressung
mit zunehmendem Verschleiß oder der Einfluss von Mischreibung aufgrund von partiellem Festkörperkontakt müssen beispielsweise bei der Beurteilung der Konzeptperformance berücksichtigt werden.

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Expertenseminar „Oberflächlich – Tiefgründig“: Donnerstag, 07.05.2015 in Bregenz (Gebhardsberg)


Schneckenräder aus Bronze sind das Herzstück von konventionellen Spindelhubgetrieben.
Spindelhubgetriebe der Firma ZIMM mit einer Nennlast von 35 Tonnen und einer Sicherheitsfangmutter.
Blick in die Versuchskammer des Tribometers mit dem Versuchsaufbau für die Modellprüfung.


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