Kugelgewindetriebe mit angetriebener Mutter für Werkzeugmaschinen

19.07.2017 07:13

Kugelgewindetriebe mit angetriebener Mutter für Werkzeugmaschinen

Kugelgewindetriebe sorgen in Werkzeugmaschinen für das Verfahren der Linearachsen. Dabei müssen die Komponenten eigentlich konträre Anforderungen erfüllen, was Merkmale wie Drehzahlbereich und Präzision, oder Leistungsvermögen und Zuverlässigkeit betrifft

Denn hohe Beschleunigungen und Geschwindigkeiten bei gleichzeitig hoher Lebensdauer und Zuverlässigkeit widersprechen sich eigentlich. Kammerer ist es mit seinen Kugelgewindetrieben gelungen, diese gegensätzlichen Anforderungen moderner Werkzeugmaschinen zu vereinen.

Insbesondere für lange Achsen z. B. in Portalfräsmaschinen sind Kugelgewindetriebe mit rotierender Mutter ideal, da dieses Antriebskonzept hohe Lineargeschwindigkeiten bei langem Nutzhub der Kugelgewindetriebe ermöglicht. Bei einer Geschwindigkeit von 50 m/min ist die Geräuschbildung verglichen mit anderen Lösungen viel niedriger. Das von Kammerer entwickelte Fertigungsverfahren des Hartschälens von Kugelgewindetrieben führt nachweislich zu einer verringerten Geräuschbildung im Betrieb. Auch die Hitzeentwicklung wird reduziert, da eine Spindelkühlung bei stehender Spindel einfacher zu realisieren ist und das stehende Muttergehäuse sich ebenfalls einfach kühlen lässt.

Das angetriebene Mutterkonzept hat weitere Vorteile. Mit der angetriebenen Mutter lassen sich in Verbindung mit einer großen Steigung Geschwindigkeiten über 120 m/min erreichen. Unter idealen Voraussetzungen sind Drehzahlen bis 4000 U/min möglich. Deshalb können bei langen Wegen die Taktzeiten positiv beeinflusst werden. Die höhere Dynamik bewirkt eine Steigerung der Produktivität. Das vorgespannte Spindelsystem sorgt für eine höhere Gesamtsteifigkeit des Antriebstrangs. Die biegekritische Drehzahl ist nicht begrenzt und Beschleunigungen der Spindeln von bis zu 30 m/sec² sind möglich. Bestehende Drehzahlgrenzwerte lassen sich durch den Einsatz von Hybridlagern und Keramikkugeln erhöhen. Das Antriebskonzept lässt sich als Einmassenschwinger modellieren und somit gut regeln. Bei großen zu bewegenden Massen hat dieses Antriebskonzept ein besseres dynamisches Verhalten. Durch eine federverspannte Spindel kann die Längendehnung, die durch die Temperaturänderung bewirkt wird, ohne Verlust der Spindelreckung kompensiert werden. Das kompakte  Mutterkonzept von Kammerer ermöglicht es, sehr nahe am Boden des Maschinenbettes zu bauen. Ein Kippen der Spindellagerböcke, das durch das Recken der Spindeln entstehen kann, wird minimiert. So ist z. B. bei bestimmten Spindeln eine Einbauhöhe von nur 100 mm vom Boden bis zur Spindelmittelachse möglich.

Neben Werkzeugmaschinen werden die Kugelgewindetriebe in Baugrößen von KGT 16 x 5 bis 120 x 20 auch im Großmaschinenbau mit langen Achswegen z. B in Großräummaschinen, in Kunststoff-Spritzgussmaschinen, bei Hebe- und Montageeinrichtungen für Flugzeuge und Schienenfahrzeuge und anderen Lift- und Hubeinrichtungen eingesetzt. Die Produkte des 1938 gegründeten Familienunternehmens werden in Hornberg im Schwarzwald hergestellt und weltweit vertrieben.

 

Kugelgewindetrieb von Kammerer mit angetriebener Mutter (Bild: Kammerer)