EF 2016

Antriebe
Drehmoment-Kugelbuchsen –
die anspruchsvollen Antriebselemente
Eine äußerst sinnvolle Alternative
Die Drehmoment-Kugelbuchsen sind hochpräzise Antriebselemente zur
Drehmomentübertragung bei gleichzeitiger Translationsbewegung
Mit den Drehmoment-Kugelbuchsen
hat Dr. Erich Tretter besondere
Maschinenelemente im Portfolio.
Auch als Nutwellenführungen
bezeichnet, können sie Drehmomente
übertragen und abstützen
– jeweils bei gleichzeitiger Translation
– und das selbst bei engen
Platzverhältnissen. Denn bei gleicher
Baugröße haben sie deutlich
höhere Tragzahlen als Kugelbuchsen.
Im Vergleich zu Linearführungen
lassen sie sich einfach
und ohne Unterkonstruktion anbinden.
Mit diesen Vorteilen kommen
sie in vielen Sonderlösungen zum
Einsatz – zum Beispiel in Lackieranlagen
oder in einem Belade system,
das Nockenwellen stapelt und einer
Schleifmaschine zuführt.
„Bei der Übertragung erfüllen
diese Elemente die Funktion einer
Vielkeilwelle“, erklärt Thomas
Kontner, technischer Berater bei
Dr. Tretter. Das Besondere sei, dass
durch das Wälzelement Kugel kein
Stick-Slip-Effekt auftrete. Die Translationsbewegung
und der Reversierbetrieb
erfolgen zudem ruckfrei.
Bei den Drehmoment-Kugelbuchsen
läuft die Kugel in eingeschliffenen
Nuten. Damit sind
diese Maschinenelemente deutlich
belastbarer als herkömmliche
Rundführungen. „Das liegt an der
Geometrie der berührenden Körper“,
beschreibt Kontner. „Denn die konvex
geformte Kreisbogen-Laufrille
schmiegt sich an die ebenfalls konvexe
Kugel eng an.“ Diese Schmiegung
vergrößert die Kontaktfläche.
Bei Belastung bildet sich eine Pressungsellipse
aus. Gleichzeitig reduziert
sich die Hertzsche Pressung
– das ist die größte Spannung, die
in der Mitte der Berührungsflächen
zweier elastischer Körper herrscht.
Bei der Kugelbuchse hingegen
ist die Situation eine andere.
Die Kugel läuft auf einer konkav
geformten Welle. Das mindert die
Kontaktfläche erheblich, die Hertzsche
Pressung zwischen Kugel und
Welle steigt bei Belastung deutlich.
„In der Theorie heißt das: Während
die Kugel in diesem Fall mit der
Belastung 1 beaufschlagt werden
Nicht nur von außen sind die Dosen schön. Sprimag sorgt dafür, dass
sich auch die Innenseiten sehen lassen können
kann, ist die mögliche Belastung
einer Kugel der gleichen Größe
bei einer Drehmomentkugelbuchse
um das 13-fache höher, weil diese
bei entsprechender Schmiegung in
der Nut läuft“, so Kontner. Damit ist
nicht nur die dynamische Tragzahl
deutlich höher, sondern auch die
Lebensdauer. Denn diese hängt
in der dritten Potenz von der Belastung
ab. Das ergibt eine Steigerung
um den Faktor 2200.
Kompakter gebaut und wie
bisher belastbar
„Ingenieure haben damit den Vorteil,
mit diesen Maschinenelementen
weitaus kompaktere Konstruktionen
realisieren zu können“, sagt Kontner.
Das wirkt sich insbesondere
auf die Drehmomentabstützung
aus. Denn Kugelbuchsen benötigen
dafür zwei Rundführungen.
Bei den Drehmoment-Kugelbuchsen
übernehmen das die Kugeln,
die in den Nuten laufen. Über die
Kugelgröße kann sie spielfrei eingestellt
werden, und über eine entsprechende
Vorspannung lässt sich
die Steifigkeit erhöhen. „Das ist ein
weiterer großer Vorteil im Vergleich
zu normalen Kugelbuchsen“, weiß
Kontner. Denn die höhere Steifigkeit
der Führung wirkt sich besonders
auf die Genauigkeit aus.
Und im Vergleich zu Profilschienenführungen?
Beide Systeme können
als Kugelumlaufführungen betrachtet
werden und haben ähnliche
Schmiegungsverhältnisse. Damit
können sie vergleichbare Lasten
aufnehmen. Der Unterschied liegt
dagegen vielmehr in der Geometrie:
„Weil sich die Drehmoment-
Kugelbuchsen als tragende Konstruktionselemente
eignen, lassen
sie sich – genau wie Kugelbuchsen
– sehr einfach an die Umgebungskonstruktion
anbinden. Profilschienenführungen
benötigen hingegen
einen entsprechenden Unterbau.
Das erfordert deutlich mehr Platz.
Das innovative
Maschinenelement
„Für die unterschiedlichen Anwendungen
haben wir verschiedene
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