Bei Gleitgewindetrieben hat das Gewinde der Mutter direkten Kontakt mit der Spindel, anders als z.B. beim Kugelgewindetrieb: Hier ist die Mutter über abwälzende Kugeln mit der Spindel verbunden. Durch die Selbsthemmung bleibt die Mutter bei Gleitgewindetrieben bei einem Ausfall des Antriebs stehen und hält auch unter Last ihre Position, was aus Sicherheitsgründen von Vorteil sein kann. Darüber hinaus sind Gleitgewindetriebe kompakt und benötigen nur wenig Platz – was Konstrukteuren einen hohen Gestaltungsspielraum lässt. Außerdem sind sie robust und halten auch kurzzeitige Überlast wie Stöße aus. Sie ermöglichen kleine Steigungen und damit hohe Positionierauflösungen. Zudem sind sie schwingungsunempfindlich und entwickeln im Betrieb kaum Geräusche.
Auch unter Extrembedingungen verlässlich
Die von Feinmess Suhl präzise gefertigten Spindeln und Muttern, die in Gewindetrieben zum Einsatz kommen, werden von Hand montiert und eingeläppt, bis eine definierte Leichtgängigkeit (Drehmomente ab 0,05cNm) und gleichzeitig ein Spiel bis zu 0,001mm erreicht sind. Die Positioniergenauigkeit der Baugruppen liegt im m-Bereich, die Wiederholgenauigkeit bei ±0,001mm; die Gewindespindeln bieten eine exakte Form- und Maßhaltigkeit bis 106 Zyklen.
Wenn ein Gleitgewindetrieb in schwer zugänglichen Baugruppen integriert wird, ist es wichtig, den Verschleiß gering zu halten, da ein Ausfall mit hohem Aufwand verbunden wäre. Beim Einbau muss also auf Genauigkeit geachtet werden, damit die Verfahrrichtung des Führungssystems exakt mit der der Spindel übereinstimmt. Schließlich neigen Gleitgewindetreibe bereits ab einer minimalen Winkelfehlstellung von 100µRad oder bei einem leichten Parallelversatz der Mutter und dem bewegten Schlitten zu einer deutlichen Verschlechterung im Laufverhalten der Spindel. Das kann Schwergängigkeit, erhöhten Verschleiß und letztendlich den Ausfall des tribologischen Systems zur Folge haben. Erschwerend kommt hinzu, dass sich viele Unternehmen möglichst einfache Strukturbauteile wünschen, um den Aufwand und die Kosten so gering wie möglich zu halten. Warum Unternehmen mit Connected Engineering schneller, sicherer und wettbewerbsfähiger werden ‣ weiterlesen
Von Insellösungen zum vernetzten Engineering-Ökosystem
Hochpräzise und ausfallsicher
Um die hohen Anforderungen an die Präzision und Einfachheit unter einen Hut zu bekommen, hat Feinmess Suhl das Sortiment um eine neue Produktreihe erweitert. „Die Lösung ist denkbar einfach: durch die Kapselung der Mutter und das Anbringen von Ausgleichselementen werden mögliche Schieflagen oder Parallelversätze soweit neutralisiert, dass bei der Mutternmontage ohne großen Aufwand eine sehr hohe Genauigkeit erreicht werden kann,“ erklärt René Schiffmann, Leiter Vertrieb bei Feinmess Suhl.
Die spielfrei vorgespannte Mutter erhält vier Festkörpergelenke, die das Kippen in zwei Ebenen und Parallelversatz in zwei orthogonalen Richtungen zur Verfahrrichtung, und somit Zwang auf die Mutter, verhindern. Das Gelenk ist in Verfahrrichtung hinreichend steif, so dass die benötigten Stellkräfte sicher übertragen werden können. Zusätzlich kann ein Schmierstoffreservoir eingebracht werden, welches die Funktion des Gleitgewindetriebs über einen langen Zeitraum sicherstellt. Wie steif die Mutter ist und ab welcher Krafteinwirkung sie sich bewegt, lässt sich exakt einstellen und somit an die Anforderungen der jeweiligen Anwendung anpassen. „Der Flex-Trieb bietet sich an, wenn es um hochgenaues Positionieren geht, aber eine einfache Konstruktion gefragt ist“, so Schiffmann weiter. „Er bietet unseren Kunden wie der Name schon sagt ein hohes Maß an Flexibilität, da er Ungenauigkeiten in der Baugruppe ausgleicht und somit eine höhere Toleranz erlaubt.“ Durch den Aufbau einer flexibel einstellbaren Höhenmutter können Querkräfte, die auf die Spindel wirken, Temperaturunterschiede oder seitliche Bewegungen optimal aufgefangen werden. „Wir kennen dieses Phänomen vor allem vom amerikanischen Markt, da dort die Maschinen mechanisch oft recht rustikal ausgeführt sind. Mit dem Flex-Trieb lässt sich leicht eine hohe Genauigkeit durch mehr Toleranz erreichen und der Aufwand wird bei der Montage deutlich geringer. Außerdem wird das ganze System dadurch langlebig und ausfallsicher.“
Die neue Produktlinie in Zahlen
Die neue Produktlinie entstand auf Basis einer Kundenanfrage und soll zukünftig noch erweitert werden. Aktuell bietet Feinmess Suhl seine neue Produktlinie für hochgenaue Anwendungen mit gehärteter und geschliffener Spindel, einem metrischen ISO-Gewinde mit einem Flankenwinkel von 60° oder einem Trapezgewinde, mit bis zu vier Gängen sowie verschiedene Lagerausführungen an. Die Spindel ist mit einem Nenndurchmesser zwischen 3mm und 12mm, einer Steigung von 0,2 bis 5mm und einer Länge von 70 bis 310mm erhältlich. „Die Rahmenbedingungen für die Auslegung des Flex-Triebs liefern uns die Kunden in ihrer Anfrage – wir passen dann das Produkt entsprechend an,“ so Schiffmann weiter.
Dank der jahrelangen Erfahrung in der Fertigung von Gleitgewindetrieben ist der Hersteller in der Lage, exakt auf individuelle Anforderungen einzugehen. Der OEM-Markt profitiert von der Genauigkeit der Spindelantriebe in Einbausituationen, die ansonsten hochpräzise Anbauteile, sehr erfahrene Monteure und einen aufwändigen Justage-Prozess erfordert hätten. „In Messsystemen sind oft schon die weiteren Komponenten der Baugruppe vorhanden und der Kunde möchte sein bestehendes System durch den Zukauf eines Gleitgewindetriebes optimieren, um eine Positionieraufgabe umzusetzen“, erzählt Schiffmann. „Bei Neuprojekten oder Re-Designs wünscht sich der Kunde hingegen oft ein Komplettsystem aus einer Hand.“ Als Mitglied der Steinmeyer-Gruppe liefert das Unternehmen bei Bedarf auch ganze Baugruppen, auf Wunsch auch inklusive passendem Motor und der dazugehörigen Antriebselektronik, so dass jeglicher weitere Montageaufwand entfällt.
