Taumelfehler bei Kugelgewindespindeln in Miniatur-Anwendungen

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OSWALD Elektromotoren GmbH

Ruderer Klebetechnik GmbH

Thomson Neff Industries GmbH

Den gesamten Kontext berücksichtigen

Die Lösung bezogen auf den Taumelfehler in Kugelgewindetrieben besteht grundsätzlich darin, ein Produkt unter Einbeziehung des vollständigen Anwendungskontexts zu spezifizieren. Hierzu ist ein Hersteller mit entsprechender Kompetenz notwendig, um die Produkteigenschaften mit den anwendungskritischen Spezifikationen zu vereinbaren.

ISO/DIN/JIS-Spezifikationen sind ein guter Ausgangspunkt, um ein Produktverständnis zu entwickeln, aber damit sollte der Auswahlprozess noch nicht enden. Die Steigungsgenauigkeit ist nur ein Teil des Gesamtbildes und muss im Kontext weiterer Parameter interpretiert werden. Neben der gewünschten Steigungsgenauigkeit der Anwendung und dem damit verbundenen Taumelfehler umfasst der Kontext die Endenbearbeitung, den Endzapfen-Rundlauf, die Geradheit sowie die geometrische Toleranzen des Gesamtsystems.

Die Mutter macht’s noch komplizierter

Wenngleich sich ein Großteil der Aufmerksamkeit auf die Spindelqualität bezüglich der Positionsgenauigkeit konzentriert, macht die zugehörige Kugelgewindemutter die Analyse noch komplizierter. Da die Mutter die Schnittstelle zwischen der Spindel und der Last darstellt, kann der Taumelfehler durch den Eingriff der Mutter in mehrere Spindelgänge abgeschwächt oder verstärkt werden. Die meisten Kugelgewindemuttern verfügen über drei bis zehn Kugelumläufe und sind daher mit mehreren Gewindegängen gleichzeitig in Berührung. Daher muss zur Feststellung der Genauigkeit unbedingt eine Gewindelehre mit nur einer Messkugel verwendet werden, um eine Spindel exakt zu vermessen.

Moderne Gewindetriebe-Hersteller haben Spezialisten, die gemeinsam mit den Kunden die Schritte durchgehen, um den vollständigen Anforderungskontext zu ermitteln und dann die passenden Produkte auszuwählen. Problematisch kann es werden, wenn Konstrukteure Kugelgewindetriebe aus dem Katalog bestellen und dabei lediglich die isolierten Spindelparameter zugrundelegen. Für Anwendungen mit Hublängen über 300 mm mag das ohne negative Folgen bleiben. Im Zusammenhang mit dem heutigen Trend zu immer kompakteren Produkten ist dies jedoch kritisch zu betrachten. Miniatur-Kugelgewindetriebe mit Steigungen von 1, 2 oder 3 mm in Hublängen von 100 oder 200 mm sind nicht selten. Die Spezifikation eines aufsummierten Fehlers für 300 mm ist daher praktisch irrelevant. Exakte, den gesamten Kontext einbeziehende Spezifikationen können sich auch auf die Produktionskosten und damit auf den Endpreis auswirken. Das Gewinderollen ist ein erheblich kostengünstigerer Produktionsprozess als das Gewindeschleifen. Bei der Wahl zwischen diesen beiden Herstellungsverfahren ist die Anforderung des V₃₀₀-Parameters entscheidend.

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