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Kugelgewindetrieb

Schlichtes Bauteil versteckt komplexe Technik

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Anbieter zum Thema

FAULHABER Antriebssysteme
Camozzi Automation GmbH
Actronic-Solutions GmbH
NSK Deutschland GmbH

Bewährtes Prinzip, optimierte Technik

Ein Meilenstein bei NSK war 1996 die Markteinführung der HTF-Serie. Diese ersten, vom Unternehmen selbst entwickelten Hochlast-Kugelgewindetriebe boten eine signifikante Steigerung der dynamischen Kapazitäten und der maximalen Axialkräfte und erschlossen damit neue Anwendungsfelder im Maschinenbau – bis heute.

Das Prinzip der Kugelgewindetriebe hat sich kaum verändert, aber es gibt immer wieder zahlreiche Handlungsfelder für Optimierungen und Neuentwicklungen. Dazu gehören die Kühlung, Schmierung und Abdichtung sowie die weitere Erhöhung von Dynamik und Spitzenlastkapazitäten.

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Einige konkrete Beispiele: Die verbesserten Kugelrückführungen der aktuellen Baureihen HTF-SRC und HTF-SRD erhöhen den Kennwert dn (mittlerer Spindeldurchmesser × Drehzahl) auf bis zu 160.000. Das entspricht einer Verfahrgeschwindigkeit von 1600 mm/s. Neue Dichtungskonzepte schaffen die Voraussetzung für längere Wartungsintervalle, und neue Distanztechnologien speziell für den Hochlastbereich verhindern den direkten Kontakt der Kugeln. Dadurch wird der Einfluss von Moment- und Radialbelastungen minimiert und zugleich eine deutliche Geräuschreduzierung um circa 6 dB(A) erreicht. Interessant für Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit kurzen Hüben ist das Prinzip der „Cooling Nut“. Die Kühlung der Mutter statt der Spindel verbessert die Kühlleistung und damit die Verfahrgenauigkeit.

Verbesserte Fertigungsverfahren

Zu den aktuellen Neuheiten im NSK-Programm gehören die „Super Large“-Kugelgewindetriebe mit Spindeldurchmessern von 140 mm bis 200 mm und Steigungen von 25 mm bis 32 mm, die für elektrische Spritzgießmaschinen mit bis zu 3000 t Schließkraft entwickelt wurden.

Eine weitere Neuheit ist die zweite Generation der High-Speed- Kugelgewindetriebe mit nochmals reduziertem Betriebsgeräusch. Auf der Agenda der Entwickler von NSK stehen darüber hinaus Spindeln, die mit verbesserten Fertigungsverfahren hergestellt werden und in der Lage sind, die möglichen Drehmomentschwankungen deutlich zu reduzieren. Dies erhöht die Positioniergenauigkeit, da der Motor immer mit einer konstanteren Last aufgrund der inneren Vorspannung rechnen kann.

Abschließend ein kurzer Blick auf eine Anwendung, die weit entfernt ist vom klassischen Maschinenbau: Sie zeigt das hohe Maß an Zuverlässigkeit dieser Antriebe und auch die Fähigkeit und Bereitschaft von NSK, auf Kundenwünsche einzugehen.

Miniatur-Variante simuliert Pulsschlag

Wenn ein schwer herzkranker Patient auf eine Transplantation wartet, erhält er für die Überbrückungszeit ein so genanntes extrakorporales Herzunterstützungssystem oder VAD-System. An einen deutschen Hersteller dieser VAD-Systeme liefert NSK Miniatur-Kugelgewindetriebe, die letztlich den Pulsschlag simulieren, indem sie eine definierte Menge Luft gegen eine Membran drücken, auf deren anderer Seite sich die Kanülen des Blutkreislaufs befinden. Sie führen 60 bis 130 mal pro Minute einen Hub von bis zu 55,5 mm aus und wurden durch Modifikationen an der Geometrie an ihre besondere Aufgabe angepasst. NSK liefert – genau wie bei vielen klassischen Anwendungen im Maschinenbau – den Antrieb als einbaufertiges Modul mit passend aufgebauter Lagereinheit. (sh)

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