Kühlen genau dort, wo Kühlung benötigt wird: Das ist das Grundprinzip der Kugelgewindetriebe mit gekühlter Mutter. Bildnachweis: NSK

Hochpräzise CNC-Bearbeitungszentren: CHIRON FZ 16 S five axis (links) und DZ 22 W (rechts). Bildnachweis: CHIRON Group

Zusammenarbeit der CHIRON Group mit NSK Kugelgewindetriebe in Bearbeitungszentren

Publiziert

Mit den „Nut cooling“-Kugelgewindetrieben setzt NSK Maßstäbe, was die Präzision von Werkzeugmaschinen mit mechanischen Antriebskomponenten angeht. Das bestätigen nicht nur eigene Testreihen, sondern auch Versuche gemeinsam mit der CHIRON Group, dem renommierten Hersteller von Werkzeugmaschinen. Diese Kugelgewindetriebe leisten einen Beitrag dazu, dass die neuen CNCBearbeitungszentren der CHIRON Group Frästeile mit hervorragender Oberflächenqualität herstellen.

Der Werkzeugmaschinenbau nutzt Kugelgewindetriebe, um die Rotationsbewegung eines Elektromotors in eine Linearbewegung umzuwandeln. Dabei werden häufig sehr hohe Anforderungen sowohl an die Positioniergenauigkeit als auch an die Verfahrgeschwindigkeit und die Beschleunigung gestellt.

Bedingt durch Axialkräfte, Beschleunigung und Geschwindigkeit entsteht am Kugelgewindetrieb Reibungswärme, die – aufgrund der Wärmeausdehnung der Werkstoffe – zum Längenwachstum des Kugelgewindetriebs und damit zu sehr geringen, oft aber entscheidenden Ungenauigkeiten beim Positionieren führen kann. Das wiederum hat Beeinträchtigungen der Bearbeitungsqualität zur Folge.

Aus diesem Grund sind viele Werkzeugmaschinen mit einem Längenmaßstab ausgestattet, der die Ist-Position des Werkzeugs erfasst. Für höhere Positioniergenauigkeiten können Kugelgewindetriebe mit Hohlwelle verwendet werden. Durch die Welle wird Kühlflüssigkeit geleitet, um die Wärme aus dem System abzuführen. Dieses Verfahren ist allerdings recht kostspielig, da bei rotierenden Spindeln außer der Hohlbohrung auch eine Drehdurchführung benötigt wird.

Ein neuer Ansatz besteht darin, die Mutter zu kühlen. Die Vorteile: Es entfällt zunächst die teure Hohlbohrung und eine Drehdurchführung. Die Kühlung erfolgt nun direkt am Entstehungsort der Wärme. Dieses Kühlprinzip bringt den entscheidenden neuen Effekt, dass die entstandene Wärme im Kugelgewindetrieb nicht mehr direkt an die Maschine abgegeben wird. Der Kugelgewindetrieb wird also thermisch von der Maschine entkoppelt. Das ist wichtig, weil jegliche Wärme die Formstabilität einer Maschine beeinträchtigen kann. Durch die Kühlung der Mutter wird nun nachgewiesenermaßen die Oberflächenqualität der bearbeiteten Bauteile gesteigert.

Die NSK-Ingenieure haben den Mutternkörper so konstruiert, dass die durch die Kühlung bewirkten Veränderungen des Kugelgewindetriebs keine negativen Einflüsse auf sein
Leistungsprofil haben. Dauerversuche im NSK-Technologiezentrum haben dies bestätigt.

Die langjährige Zusammenarbeit mit der CHIRON Group hat diese Ergebnisse nun auch in der Praxis bestätigt. Der Einsatz von NSK-Kugelgewindetrieben mit gekühlter Mutter hat zur Folge, dass die Bearbeitungszentren der CHIRON Baureihen 16 und 22 mit besonders hoher Präzision arbeiten. Das gilt nicht nur für die einfache Positionier-, sondern auch für die Bearbeitungsgenauigkeit und die erzielte Oberflächenqualität.

In zwei Baureihen dieser CHIRON-spezifischen Maschinen-Plattform sind die Kugelgewindetriebe von NSK zusätzlich mit der hochwirksamen X1-Dichtung ausgerüstet, die Verunreinigungen der Mutter vorbeugt und den Schmierstoff länger in der Mutter behält.

Auch zukünftig wird NSK mit der CHIRON Group zusammenarbeiten, um die Technologie der gezielten Kühlung von Kugelgewindetrieben weiterzuverfolgen und zu optimieren. Diese Zusammenarbeit ermöglicht den Entwicklern ein tieferes Verständnis für den Kugelgewindetrieb und erlaubt den Erwerb neuer Erkenntnisse über die durch den Kugelgewindetrieb beeinflusste Maschinenperformance.

Über die CHIRON Group
Die CHIRON Group mit Sitz in Tuttlingen ist Spezialist für CNC-gesteuerte, vertikale Fräsund Fräs-Dreh-Bearbeitungszentren sowie Turnkey-Fertigungslösungen. Die Gruppe ist mit Produktions- und Entwicklungsstandorten, Vertriebs- und Serviceniederlassungen sowie Handelsvertretungen weltweit präsent. Rund zwei Drittel der verkauften Maschinen und Lösungen werden exportiert. Wesentliche Abnehmerbranchen sind die Automobilindustrie, der Maschinenbau, die Medizin- und Präzisionstechnik, die Luft- und Raumfahrt sowie die Werkzeugherstellung.

EVENTS

all about automation

Fachmesse für Industrieautomation

Datum: 28.-29. August 2024

Ort: Zürich (CH)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 28.-29. August 2024

Ort: Zürich (CH)

IFA Berlin

Weltleitmesse für Unterhaltungselektronik und Haushaltsgeräte

Datum: 06.-10. September 2024

Ort: Berlin (D)

AMB

Internationale Ausstellung für Metallbearbeitung

Datum: 10.-14. September 2024

Ort: Stuttgart (D)

Topsoft - ONE Fachforum

Lerne am ONE Fachforum erfolgreiche Praxisanwendungen kennen.

Datum: 12. September 2024

Ort: Holzhäusern (CH)

Ilmac Lausanne

Networking. Forum. Aussteller

Datum: 18.-19. September 2024

Ort: Lausanne (CH)

FachPack

Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 24.-26. September 2024

Ort: Nürnberg (D)

W3+ Fair Jena

Europas führende Plattform für Forschung und Innovationskraft

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Jena (D)

IN.STAND

Die Messe für Instandhaltung und Services

Datum: 08.-09. Oktober 2024

Ort: Stuttgart (D)

Motek

Internationale Fachmesse für Produktions- und Montageautomatisierung

Datum: 08.-11. Oktober 2024

Ort: Stuttgart (D)

Bondexpo

Internationale Fachmesse für Klebetechnologie

Datum: 08.-11. Oktober 2024

Ort: Stuttgart (D)

VISION

Weltleitmesse für Bildverarbeitung

Datum: 08.-10. Oktober 2024

Ort: Stuttgart (D)

Chillventa

Weltleitmesse der Kältetechnik

Datum: 08.-10. Oktober 2024

Ort: Nürnberg (D)

EuroBLECH

International Technologiemesse für Blechbearbeitung

Datum: 22.-25. Oktober 2024

Ort: Hannover (D)

ALL4PACK EMBALLAGE

The global marketplace for Packaging Processing Printing Handling

Datum: 04.-07. November 2024

Ort: Paris (F)

formnext

Fachmesse für Additive Manufacturing und die nächste Generation der intelligenten industriellen Produktion

Datum: 09.-11. November 2024

Ort: Frankfurt am Main (D)

Medica

Die Weltleitmesse der Medizinbranche

Datum: 11.-14. November 2024

Ort: Düsseldorf (D)

electronica

Weltleitmesse und Konferenz der Elektronik

Datum: 12.-15. November 2024

Ort: München (D)

Filtech

Internationale Fachmesse für Filter- und Trenntechnologie

Datum: 12.-14. November 2024

Ort: Köln (D)

SEMICON Europa

Europäische Leitmesse für Mikroelektronik

Datum: 12.-15. November 2024

Ort: München (D)

BrauBeviale

Europäische Fachmesse für die Getränkewirtschaft

Datum: 26.-28. November 2024

Ort: Nürnberg (D)

VALVE WORLD EXPO

Weltweite Leitmesse für Industrie-Armaturen

Datum: 03.-05. Dezember 2024

Ort: Düsseldorf (D)

Hardware

Schweizer Fachmesse für Werkzeuge und Eisenwaren

Datum: 12.-14. Januar 2025

Ort: Luzern (CH)

Empack Schweiz

The Future of Packaging Technology

Datum: 22.-23. Januar 2025

Ort: Zürich (CH)

LOGISTICS & AUTOMATION

Schweizer Fachmesse für Logistik und Transport

Datum: 22.-23. Januar 2025

Ort: Zürich (CH)

BAUMAG Baumaschinen Messe

Schweizer Fachmesse für Baumaschinen, Baugeräte und Werkzeuge

Datum: 23.-26. Januar 2025

Ort: Luzern (CH)

glug.swiss

Der neue Treffpunkt für Bier- und Getränkeproduzierende | vom Profi bis zum Selbstvermarkter

Datum: 06.-07. Februar 2025

Ort: Aarau (CH)

LOPEC

International führende Fachmesse mit Kongress für gedruckte Elektronik

Datum: 25.-27. Februar 2025

Ort: München (D)

GrindTec

Internationale Fachmesse für Werkzeugbearbeitung und Werkzeugschleifen

Datum: 11.-14. März 2025

Ort: Leipzig (D)

Zuliefermesse Z

Internationale Zuliefermesse für Teile, Komponenten, Module und Technologien

Datum: 11.-14. März 2025

Ort: Leipzig (D)

intec

Internationale Fachmesse für Werkzeugmaschinen, Fertigungs- und Automatisierungstechnik

Datum: 11.-14. März 2025

Ort: Leipzig (D)

Innoteq

Schweizer Fachmesse der Fertigungsindustrie

Datum: 11.-14. März 2025

Ort: Bern (CH)

embedded world

Als internationale Weltleitmesse mit dem ausschließlichen Fokus auf Embedded-Technologien.

Datum: 11.-13. März 2025

Ort: Nürnberg (D)

ICE Europe

Weltweit führende Fachmesse für die Verarbeitung und Veredelung flexibler, bahnförmiger Materialien, wie Papier, Film, Folie und Vliesstoffe.

Datum: 11.-13. März 2025

Ort: München (D)

CCE International

Europas wichtigster Branchenevent für die Wellpappen- und Faltschachtelindustrie.

Datum: 11.-13. März 2025

Ort: München (D)

LogiMat

Internationale Fachmesse für Intralogistik

Datum: 11.-13. März 2025

Ort: Stuttgart (D)

Global Industrie

Midest - smart Industries - Industrie - Tolexpo - die weltweit grössten Fachmessen für die Industriezulieferwirtschaft

Datum: 11.-14. März 2025

Ort: Lyon (F)

ISH

Weltleitmesse für Wärme, Wasser und Luft

Datum: 17.-21. März 2025

Ort: Frankfurt am Main (D)

Additive Manufacturing Forum

Die Entscheider- und Expertenkonferenz bringt das gesamte Wertschöpfungssystem rund um die additive Fertigung zusammen.

Datum: 17.-18. März 2025

Ort: Berlin (D)

Fastener Fair

Internationale Fachmesse für die Verbindungs- und Befestigungsbranche

Datum: 25.-27. März 2025

Ort: Stuttgart (D)

emv

Internationale Fachmesse mit Workshop für Elektromagnetische Verträglichkeit

Datum: 25.-27. März 2025

Ort: Stuttgart (D)

Hannover Messe

Transfoming Industry Togheter

Datum: 31. März.-04. April 2025

Ort: Hannover (D)

IFFA

Internationale Leitmesse – Technology for Meat and Alternative Proteins

Datum: 03.-08. Mai 2025

Ort: Frankfurt am Main (D)

Moulding Expo

Internationale Fachmesse Werkzeug-, Modell- und Formenbau

Datum: 06.-09. Mai 2025

Ort: Stuttgart (D)

Control

Internationale Fachmesse für Qualitätssicherung

Datum: 06.-09. Mai 2025

Ort: Stuttgart (D)

SENSOR + TEST

Internationale Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik

Datum: 06.-08. Mai 2025

Ort: Nürnberg (D)

LABVOLUTION

Europäische Fachmesse für innovative Laborausstattung und die Optimierung von Labor-Workflows

Datum: 20.-22. Mai 2025

Ort: Hannover (D)

EPHJ-EPMT-SMT

Internationale Ausstellung für Uhrenindustrie, Mikrotechnologie und Medizinaltechnik

Datum: 03.-06. Juni 2025

Ort: Genf (CH)

Automatica

Die Leitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 24.-27. Juni 2025

Ort: München (D)

LASER World of PHOTONICS

Weltleitmesse und Kongressfür Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik

Datum: 24.-27. Juni 2025

Ort: München (D)

SINDEX

Schweizer Messe für industrielle Automatisierung

Datum: 02.-04. September 2025

Ort: Bern (CH)

AM Expo

Fachmesse und Symposium: Inspiration, Weiterbildung und Netzwerk

Datum: 09.-10. September 2025

Ort: Luzern (CH)

Swiss Medtech Expo

Fachmesse und Symposium: Inspiration, Weiterbildung und Netzwerk

Datum: 09.-10. September 2025

Ort: Luzern (CH)

Schweissen & Schneiden

Die Schweissen & Schneiden ist die Weltleitmesse für Fügen, Trennen und Beschichten.

Datum: 15.-19. September 2025

Ort: Essen (D)

Drinktec Deutschland

Auf der Weltleitmesse der Getränke- und Liquid-Food-Industrie

Datum: 15.-19. September 2025

Ort: München (D)

Ilmac

Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie

Datum: 16.-18. September 2025

Ort: Basel (CH)

EMO Hannover

Weltleitmesse für Werkzeugmaschinen und Metallbearbeitung

Datum: 22.-26. September 2025

Ort: Hannover (D)

CMS Berlin

Internationale Leitmesse für Reinigung und Hygiene

Datum: 23.-26. September 2025

Ort: Berlin (D)

POWTECH

Pharma.Manufacturing.Excellence

Datum: 23.-25. September 2025

Ort: Nürnberg (D)

parts2clean

Internationale Leitmesse für industrielle Teile- und Oberflächenreinigung

Datum: 07.-09. Oktober 2025

Ort: Stuttgart (D)

Blechexpo

Erklärtes Ziel des Messeverbunds ist es, die gesamte Prozesskette der kaltumformenden Blechbearbeitung sowie der damit verbundenen thermischen oder mechanischen Schneid-, Füge- und Verbindungstechnik darzustellen.

Datum: 21.-24. Oktober 2025

Ort: Stuttgart (D)

Schweisstec

Internationale Fachmesse für Fügetechnologie

Datum: 21.-24. Oktober 2025

Ort: Stuttgart (D)

A + A

Messe und Kongress für Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit

Datum: 04.-07. November 2025

Ort: Düsseldorf (D)

productonica

Weltleitmesse für Entwicklung und Fertigung von Elektronik

Datum: 18.-21. November 2025

Ort: München (D)

AQUA Suisse

Die Schweizer Fachmesse für kommunales und industrielles Wassermanagement.

Datum: 26.-27. November 2025

Ort: Zürich (CH)

Pumps & Valves

Die Fachmesse für industrielle Pumpen, Armaturen & Prozesse

Datum: 26.-27. November 2025

Ort: Zürich (CH)

Swissbau

Führende Plattform der Bau- und Immobilienwirtschaft

Datum: 20.-23. Januar 2026

Ort: Basel (CH)

Swiss Plastics Expo

Schweizer Fachmesse Kunststoffindustrie

Datum: 20.-22. Januar 2026

Ort: Luzern (CH)

aqua pro

B2B-Plattform in der Schweiz für Fachkräfte des globalen Wasserkreislaufs

Datum: 04.-06. Februar 2026

Ort: Bulle (CH)

Ble.ch

Die führende Fachmesse der Blech-, Metall- und Stahlbearbeitung in der Schweiz.

Datum: 11.-13. März 2026

Ort: Bern (CH)

wire Düsseldorf

Weltmarktführer und First Mover der Draht- und Kabelindustrie präsentieren ihre Innovationen in Maschinen, Anlagen und smarter Fertigung. Erleben Sie Innovationen.

Datum: 13.-17. April 2026

Ort: Düsseldorf (D)

Tube

Weltweit wichtigste Messe der Rohr- und rohrverarbeitenden Industrie

Datum: 13.-17. April 2026

Ort: Düsseldorf (D)

Siams

Die Messe der Produktionsmittel der Mikrotechnik

Datum: 21.-24. April 2026

Ort: Moutier (CH)

IFAT

Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft

Datum: 04.-08. Mai 2026

Ort: München (D)

Optatec

Internationale Fachmesse für optische Technologien, Komponenten und Systeme

Datum: 05.-07. Mai 2026

Ort: Frankfurt (D)

GrindingHub

Mit der GrindingHub entsteht das internationale Drehkreuz für Schleiftechnologie und Superfinishing.

Datum: 05.-08. Mai 2026

Ort: Stuttgart (D)

interpack

Führende Messe für Prozesse und Verpackung

Datum: 07.-13. Mai 2026

Ort: Düsseldorf (D)

ArbeitsSicherheit Schweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz und Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 20.-21. Mai 2026

Ort: Zürich (CH)

CastForge

Fachmesse für Guss- und Schmiedeteile mit Bearbeitung

Datum: 09.-11. Juni 2026

Ort: Stuttgart (D)

MedtecLIVE with T4M

Fachmesse für die gesamte Wertschöpfungskette der Medizintechnik

Datum: 05.-07. Juni 2026

Ort: Stuttgart (D)

Stanztec

Fachmesse Stanztechnik

Datum: 16.-18. Juni 2026

Ort: Pforzheim (D)

Achema

Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

Datum: 14.-18. Juni 2027

Ort: Frankfurt am Main (D)

GIFA

International Giesserei-Fachmesse mit Technical Forum

Datum: 21.-25. Juni 2027

Ort: Düsseldorf (D)

NEWCAST

Internationale Fachmesse für Gussprodukte mit Newcast Forum

Datum: 21.-25. Juni 2027

Ort: Düsseldorf (D)

drupa

Weltweit führende Fachmesse für Drucktechnologien

Datum: 2028

Ort: Düsseldorf (D)

Bezugsquellenverzeichnis