Geschäftsbewertung, Fertigungs- und Montageanforderungen, Kundendienstbedarf.

Dank der breiten Palette an Linearantrieben auf dem Markt finden Maschinenbauer und Endanwender immer leichter ein Standardprodukt oder ein kundenspezifisches Standardprodukt, das selbst die speziellsten Anwendungsanforderungen erfüllt. Dennoch gibt es Fälle, in denen es aus finanzieller oder technischer Sicht sinnvoll ist, einen Antrieb selbst zu entwickeln und zu fertigen.

Die Entscheidung zwischen Eigenbau und Kauf ist jedoch nicht so einfach, wie es scheint, wenn man nur die Kosten für selbstgebaute Komponenten mit denen einer Fertiglösung vergleicht. Die Wahl zwischen einem selbstgebauten und einem vorgefertigten Aktuator erfordert die Berücksichtigung vieler Faktoren, von denen einige schwer in Zeit oder Kosten zu beziffern sind. Neben den technischen Details von Konstruktion und Montage spielt die betriebswirtschaftliche Bewertung, ob die Produktion im eigenen Haus durchgeführt werden kann (und sollte), eine wichtige Rolle, ebenso wie der oft übersehene Aspekt des Kundendienstes.

Unternehmensbewertung

Bevor ein Unternehmen einen eigenen Linearantrieb entwickelt, sollte es sich zunächst die Frage stellen: Verfügen wir über das nötige Know-how, um dies intern zu realisieren? Dabei ist zu beachten, dass dies nicht nur die mechanische Konstruktion, sondern auch die Dimensionierung und Auswahl von Motor und Steuerung sowie die Systemintegration umfasst. Oftmals verfügt eine Abteilung oder ein Funktionsbereich über Erfahrung in der mechanischen Konstruktion, während eine andere Abteilung das elektrische Know-how besitzt. In solchen Fällen ist es wichtig, beide Wissensbereiche zu bündeln, indem für die Konstruktions- und Entwicklungsphase ein interdisziplinäres Team zusammengestellt wird.

Lautet die Antwort auf die Frage nach der Expertise „Ja“, sollte als Nächstes geprüft werden, ob die Kapazitäten und Ressourcen für eine interne Umsetzung vorhanden sind. Diese Frage wird oft vernachlässigt, da Manager annehmen, dass ein intern durchgeführtes Projekt die Kontrolle über Qualität, Kosten und Zeitplan ermöglicht. Die Eigenentwicklung eines Aktuators bedeutet jedoch die Abhängigkeit von mehreren externen Zulieferern und damit die Unzuverlässigkeit hinsichtlich Liefertreue und Qualität. Verzögerungen können Kunden oder Gewinneinbußen zur Folge haben.

Schlüsselfragen:

1. Verfügen wir über das Fachwissen im Bereich Lineartechnik und Steuerungstechnik, um den Aktor selbst zu bauen?

2. Welche Konsequenzen ergeben sich für uns und unsere Kunden, wenn sich das Projekt verzögert?

Fertigungs- und Montageanforderungen

Die Eigenfertigung eines Aktuators bietet Ihnen die Freiheit, ihn an Ihre spezifischen Bedürfnisse anzupassen. Die Hauptkomponenten eines jeden Aktuators sind das Grundgestell, die Führungsschiene und die Antriebseinheit. Eine der einfachsten Arten von Aktuatoren für die Eigenfertigung basiert auf einem Aluminium-Strangpressprofil. Der Vorteil von Strangpressprofilen liegt in ihrer Verfügbarkeit in einer Vielzahl von Querschnitten und Längen. Zudem sind für die Montage der Führungsschienen und des Antriebsmechanismus nur geringe oder gar keine Anpassungen erforderlich. Der Nachteil von Strangpressprofilen besteht darin, dass es schwierig ist, eine präzise Montagefläche zu realisieren, wenn eine hohe Verfahrgenauigkeit gefordert ist.

Die nächste Option ist eine bearbeitete Grundplatte. Aluminiumplatten sind relativ kostengünstig und einfach zu bearbeiten und eignen sich daher gut für viele Eigenfertigungen von Aktuatoren. Wenn sehr hohe Verfahrgenauigkeit und Steifigkeit erforderlich sind, ist eine bearbeitete Stahlplatte in der Regel die beste Wahl. Unabhängig davon, ob Aluminium oder Stahl verwendet wird: Bei Verwendung einer bearbeiteten Grundplatte sollte unbedingt geprüft werden, ob die Bearbeitung im eigenen Haus durchgeführt werden kann. (Dies gilt auch für andere bearbeitete Teile wie Motor-/Getriebehalterungen, Schlittenplatten und Schutzabdeckungen. Diese Komponenten werden bei der Bewertung des Zeit- und Kapazitätsbedarfs für die Eigenfertigung leicht übersehen.)

Die Wahl der Führungsart hängt oft eng mit der Entscheidung über die Grundkonstruktion des Aktuators zusammen. Bei Verwendung eines Aluminiumprofils als Basis empfiehlt sich in der Regel eine einfache Führung mit Kurvenrollen, Rädern oder Rundwellen und Linearkugellagern. Für höhere Steifigkeit können profilierte Schienen und Schlitten eingesetzt werden. Lässt sich das Profil jedoch nicht präzise bearbeiten, geht der Vorteil der höheren Verfahrgenauigkeit profilierter Schienen durch Ungenauigkeiten im Profil verloren.

Anwendungen mit hohen Momentenbelastungen erfordern typischerweise zwei parallel montierte Führungen. Dies bedingt entweder ein sehr breites Profil oder eine Grundplatte zur Aufnahme der nebeneinanderliegenden Führungen. Der Antriebsmechanismus (z. B. Riemen, Spindel, Zahnstange) sollte zwischen den beiden Führungen montiert werden, um ein Verklemmen zu vermeiden. Bei Konstruktionen mit zwei Führungen ist die korrekte Ausrichtung der beiden Führungen entscheidend, um ein Verklemmen zu verhindern. Dieses kann zusätzliche Kräfte auf die Lager ausüben und deren Lebensdauer verkürzen.

Antriebsmechanismen lassen sich üblicherweise in zwei Kategorien einteilen: Riemen- oder Spindelantriebe. Riemenantriebe sind relativ einfach zu integrieren, da sie keine präzise Ausrichtung erfordern. Sie müssen jedoch korrekt gespannt sein, um Spiel zu vermeiden und die Nennkraft zu gewährleisten. Das Spannen während der Montage ist in der Regel unproblematisch. Bedenken Sie jedoch, wie der Endnutzer die Riemenspannung überprüft und gegebenenfalls nachspannt. Dies sollte ein relativ einfacher Wartungsvorgang sein, der für den Nutzer keine aufwändige Demontage und Montage erfordert.

Wird eine Kugel- oder Gewindespindel als Antriebsmechanismus verwendet, muss die Art der benötigten Endlagerung bestimmt werden. Die gängigste Ausführung ist die fest-einfache Lagerung (ein Schrägkugellager am angetriebenen Ende und ein einzelnes Kugellager am nicht angetriebenen Ende). Bei sehr hohen Drehzahlen oder Knicklasten kann jedoch eine fest-fest gelagerte Anordnung besser geeignet sein.

Schlüsselfragen:

1. Können die notwendigen Bearbeitungs-, Ausrichtungs- und Montagearbeiten im eigenen Haus durchgeführt werden?

2. Verfügt die Fertigung über die Kapazität, die erforderliche Produktionsmenge zu decken?

Kundensupportbedarf

Die meisten Aktuatoren spielen eine entscheidende Rolle in der Maschine oder im Prozess, und Ausfallzeiten können die Produktion massiv beeinträchtigen. Daher ist der Kundensupport ein wesentlicher Faktor bei der Entscheidung zwischen Eigenfertigung und Fremdbezug. Verfügen Sie über Personal, das den Aktuator bei Fehlersuche oder Servicearbeiten unterstützen kann? Können Sie die für schnelle Reparaturen benötigten Ersatzteile vorrätig halten? Diese Aspekte sind wichtig, unabhängig davon, ob der Aktuator Teil einer Produktionsmaschine ist, die an externe Kunden verkauft wird, oder Teil einer internen Maschine, bei der der Kunde eine Ihrer eigenen Fertigungs- oder Produktionsabteilungen ist.

Beachten Sie außerdem, dass Bauteile mit Wälz- oder Umlaufelementen im Laufe der Maschinenlebensdauer wahrscheinlich nachgeschmiert werden müssen. Dies gilt insbesondere für Kugelgewindetriebe, Linearführungen und Profilschienen. Selbst wenn Bauteile als „lebensdauergeschmiert“ gekennzeichnet sind, kann die Nachschmierung aufgrund der Einsatzbedingungen während der Nutzungsdauer der Maschine erforderlich sein. Die Berücksichtigung der benutzerseitig durchführbaren Wartung bereits in der Konstruktionsphase trägt zur Reduzierung des Wartungsaufwands bei.

Schlüsselfragen:

1. Verfügen wir über die Struktur und die Ressourcen (Personal und Lagerbestand), um Endbenutzer bei der Fehlersuche und Reparaturen zu unterstützen?

2. Wie einfach ist es für den Benutzer, grundlegende Wartungsarbeiten durchzuführen?

Genauso wie beim Kauf eines vorgefertigten Aktuators eine Bewertung aller anfallenden Kosten erforderlich ist, erfordert die Eigenentwicklung eines Aktuators die Berücksichtigung der Anforderungen an Konstruktion, Fertigung und Service sowie der Kosten der Komponenten.