Kugelgewindetrieb

Viel Technik für wenig Geld

| Redakteur: Ute Drescher

Der neue Typ F hat laut Hersteller eine bärenstarke Konstitutionund ist sehr kostenoptimiert.
Der neue Typ F hat laut Hersteller eine bärenstarke Konstitutionund ist sehr kostenoptimiert. (Bild: danielhurter.ch/Eichenberger)

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Eichenberger hat einen neuen kaltgerollten Kugelgewindetrieb (KGT) entwickelt. Aufgrund seines ausgeklügelten Kugelrückführungs-Systems setzt er in vielerlei Hinsicht neue Maßstäbe, allem voran verblüfft er preislich.

Kugelgewindetrieb Ohne Antriebstechnik wären wir vielerorts zum Stillstand verurteilt. Im Linearbereich haben sich die gerollten Gewindetriebe etabliert und es führt kein Weg an den kaltverformten Spindeln vorbei. So bedient Eichenberger Gewinde AG – einziger Hersteller gerollter Kugelgewindetriebe in der Schweiz – ein breites Branchenspektrum, das von der Medizin-, Elektro- und Fahrzeugtechnik über die Textilbranche und Gebäudeindustrie bis hin zur Automatisierung und dem allgemeinen Maschinenbau reicht. So unterschiedlich die verschiedenen Antriebstechniken auch sind, gibt es dennoch viele Gemeinsamkeiten. Die stetig steigenden qualitativen Anforderungen und der Trend zu höherer Intelligenz prägt sie alle. Die Anwender achten heute bei Antriebssystemen vermehrt auf wirtschaftliche Gesamtlösungen mit niedrigen Betriebskosten. Gefragt sind „schlankere“ Konstruktionen.

Innovation aus Erfahrung: Der neue Carry Kugelgewindetrieb Typ F

Den Konstrukteuren bei Eichenberger ist es gelungen, ein neuartiges, effizientes Fertigungsverfahren zu entwickeln, das die Herstellung einer speziellen KGT-Mutter mit einem äußerst ausgeklügelten Umlenksystem in einem Arbeitsgang zulässt. Der neue Kugelgewindetrieb Typ F ist eine Weiterentwicklung der Kugelumlaufspindel Carry.

Bei Kugelgewindetrieben erfolgt die Lastübertragung von der Spindel auf die Mutter durch Kugeln. Der mechanische Wirkungsgrad, der beim herkömmlichen Trapezgewindetrieb in der Regel nicht über 0,4 liegt, geht beim KGT über 0,9 hinaus. Die damit verbundene Energieeffizienz macht den Gewindetrieb zu einer der meist eingesetzten Antriebskomponente. Die Mutter ist mit einem Rückführungssystem ausgestattet, das die Kugeln wieder in die Ausgangsposition lenkt.

Im neuen Kugelgewindetrieb Typ F verlassen die Kugeln im Rückführsystem den Gewindekanal in der Mutter und werden durch eine spezielle, raffinierte, präzise Aussparung in der Kappe aufgefangen, direkt umgelenkt und durch den Mutternkörper zurückgeführt. In der Endkappe erfolgt wieder die Umlenkung in den Gewindegang, wo die Kugel sich „einreiht“, um die ihr zugedachte Aufgabe der Lastübertragung bei geringer Rollreibung zu erfüllen. Es ist unerlässlich, dass die Kugeln beim Übergang von der Mutter in den Umlenkungskanal geschmeidig und geräuschlos rollen. Und das tun sie. Die Konstruktion des Mutternkörpers kombiniert mit modernen, voll automatisierten Herstellmethoden führt zu einem kostenoptimierten Produkt.

Der Typ hält was er verspricht

Ein Kunde entscheidet sich unter Wettbewerbsbedingungen immer für den Anbieter, der ihm den höchsten Nutzen bietet. Tendenziell fordert man heute kleinere Spindeln mit größeren Steigungen und spricht dann von „quadratischen“ (Steigung ≙ Spindeldurchmesser) und sogar „überquadratischen“ Spindeln. Beim neuen Umlenksystem sind Spindeln im Durchmesser 6 bis 40 mm in Steigungen von 2 bis 40 mm erhältlich. Das im Typ F integrierte Kugelumlenkelement aus Hochleistungskunststoff wurde auch für große Stückzahlen entwickelt und lässt sich dank einem kostensparenden Herstellverfahren zu einem interessanten Preis fertigen. Hinter den Qualitätsmerkmalen verbergen sich Dauertests bei Höchstgeschwindigkeit und maximaler Belastung. Diese bestätigen die Performance des neuen Umlenksystems.

Entscheidend: die Kontinuität des Kugelgewindeprofils

Die Kernkompetenzen der Eichenberger Gewinde AG liegen beim Gewinderollen und Härten. Die durch die Kaltumformung entstehende Festigkeitssteigerung hat bei der Herstellung von Kugelgewindetrieben nicht die gleich große Bedeutung wie bei den Gleitgewindetrieben. Viel entscheidender ist die Kontinuität des Kugelgewindeprofils, das durch das Vollprofil der äußerst stabilen Gewinderollwerkzeuge auf die Spindel übertragen wird. Ebenso wichtig ist die extrem fein verdichtete Oberfläche im Profil. Diese Feinheit (Rauheitswerte ~ Rz 1.0) bietet wenig Angriffsfläche für Verschmutzung und sorgt zusätzlich für ein geräuscharmes Abrollen der Kugeln. Durch die glattrollierte Oberfläche und die Rollbewegung der Kugeln wird die Reibung reduziert und damit der Wirkungsgrad deutlich erhöht. Dies wiederum erlaubt ein geringes Antriebsdrehmoment bei geringer Eigenerwärmung. Die so verringerte erforderliche Antriebsleistung reduziert damit Betriebskosten.

Durch die jahrelange Erfahrung im Bereich der Induktionshärtung im Hause, hat Eichenberger viel Know-how erarbeitet. Während sich ein Härtereibetrieb ausschließlich dem Härten von Stahl widmet, strebt der Gewindespezialist danach, die bestmögliche Kombination von Härte und Präzision zu erhalten. Dies ist entscheidend für die hohe Steigungsgenauigkeit des Kugelgewindetriebes bei der beeindruckenden Durchmesservielfalt. Vor allem bei kleinen Dimensionen gilt es, diese Herausforderung zu meistern, denn: je geringer der Durchmesser, umso mehr Kompetenz und Gespür sind bei der Härtung erforderlich. Spindeln mit derart hohen Präzisionswerten, waren bisher nur mit geschliffenen Spindeln zu erreichen.

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Schnell von der Idee zum Prototypen

Das Schweizer Unternehmen legt besonderen Wert darauf, einen perfekten Prototypen, inklusive Gewinderoll-Werkzeug, innerhalb kürzester Zeit herzustellen. Das ist nur möglich, weil Entwicklung, Produktion, Qualitätsmanagement und Vertrieb eng zusammenarbeiten. Möglich ist eine rationelle, schnelle Fertigung. Daher lässt sich, insbesondere an einem Standort wie der Schweiz, flexibel und wettbewerbsfähig produzieren. Der Gewinderoller lotet die Grenzen des Machbaren aus. Auf Anfrage werden heute auch außergewöhnliche Kundenlösungen erarbeitet.

  • Carry: Verschleißfreie Kugelgewindetriebe für Anwendungen, bei denen große Lasten bei geringem Energieverbrauch zu bewegen sind. Je nach Ausführung sind besonders hohe Verfahrgeschwindigkeiten möglich.
  • Speedy: Die Steilgewindespindel setzt – mit hoher Verfahrgeschwindigkeit – Linear- in Drehbewegungen um. Neu: zum Teil in Aluminium erhältlich.
  • Rondo: Die Rundgewindespindel mit sehr ruhigen Laufeigenschaften. Neu: zum Teil in Aluminium erhältlich.

(ud)

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