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Thomson bietet branchenweit das größte Sortiment an Kugelgewindetrieben von Miniatur- bis Schwerlast-Ausführungen – einschließlich gerollter, geschliffener und gewirbelter Gewindespindeln in Zoll- und metrischen Maßen. Unter einem Kugelgewindetrieb versteht man ein Antriebselement zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine Längsbewegung und umgekehrt. Der Kugelgewindetrieb besteht aus einer Kugelgewindespindel, einer Kugelgewindemutter mit Kugelrückführung und Kugeln. Die Verbindung zwischen Kugelspindel und Mutter stellen Kugeln her, die sich in entsprechenden vorgeformten Laufbahnen abwälzen. Aufgrund der Rollreibung weist der Kugelgewindetrieb einen günstigen Reibungskoeffizienten auf und in der Regel einen optimalen Wirkungsgrad von bis zu 98 % auf. Die zu übertragenden Kräfte verteilen sich auf eine Vielzahl von Kugeln, sodass sich eine geringe relative Belastung pro Kugel ergibt.
Flange or base mounted, screw is machined, classified fixed
BF - Loslagereinheit
Stehlager, los, bearbeitete Spindel.
Loslager-Axiallagerstütze (einfach) mit Flansch
Flanschlager, los, bearbeitete Spindel.
Universelle Axiallagerstütze (einfach)
Flange or base mounted, screw is machined, classified simple
Auswahl eines Kugelgewindetriebs für Ihre Anwendung
Kugelgewindetriebe sind mechanische Vorrichtungen, die Drehbewegung in Linearbewegung umsetzen. Neben ihrer Fähigkeit, hohe Axiallasten (Schub/Zug) aufzubringen bzw. aufzunehmen, weisen sie eine sehr geringe systemimmanente Reibung auf. Da sie auf enge Toleranzen gefertigt werden, sind sie überall geeignet, wo es auf hohe Präzision ankommt. Die Auswahl des passenden Kugelgewindetriebs für einen bestimmten Anwendungsfall ist ein mehrstufiger Prozess, der die kleinste Einbaugröße und die kostengünstigste Lösung ermittelt. Die nachfolgende Liste zeigt die wichtigsten (jedoch nicht alle) Aspekte zur Auswahl eines Kugelgewindetriebs.
Druck- oder Zugbelastung
Lineare Verfahrgeschwindigkeit
Positions- und Wiederholgenauigkeit
Erwartete Laufleistung
Anbaukonfiguration
Platzbeschränkungen
Benötigte Antriebsleistung
Umgebungsbedingungen
Zur Berechnung von Durchmesser, Steigung , und Tragzahl des Kugelgewindetriebs müssen zumindest die zulässige Belastbarkeit, Verfahrgeschwindigkeit und Positioniergenauigkeit bekannt sein. Anschließend werden die einzelnen Komponenten entsprechend der Laufleistung, Platzverhältnisse, Anbaukonfiguration , und den Umgebungsbedingungen ausgewählt.
Multi-Segment: So viele Bewegungsprofil-Segmente erstellen und einzeln definieren
Endenlagerung
Die Endenlagerung definiert die Konfiguration der Lager zur Abstützung der Spindelenden eines Kugelgewindetriebs. Abgebildet sind die drei üblichen Endenlagerungsarten. Fest-Frei bietet die geringste Abstützung, Fest-Fest die stärkste. Die maximale Spindel-Drehzahl und Knicklast werden durch die Endenlagerung beeinflusst.
Move Profile Type
Das Bewegungsprofil wird in drei, entweder zeit- oder streckenbezogen, gleichlange Segmente aufgeteilt (Beschleunigung, Konstantgeschwindigkeit, Verzögerung). Eine noch flexiblere Konfiguration erlaubt das Multisegment-Bewegungsprofil."
Gewindelänge
Abstand zwischen den Lagerböcken (Gewindelänge der Spindel).
Verfahrweg
Von der Mutter beim Verfahren zurückgelegte Gesamtstrecke. Diese Strecke muss nicht unbedingt dem Gesamthub entsprechen.
SCHRITT 2 – Anwendungsdaten
Geben Sie die Lastkräfte an
Berechnete Axialkräfte
Metrisch
Zoll
Max. Axialkraft
Entsprechende Betriebslast
Beschleunigungskraft
Weg während Beschleunigung
Kraft bei Konstantgeschwindigkeit
Weg bei Konstantgeschwindigkeit
Verzögerungskraft
Weg während Verzögerung
Reibungskoeffizient
Verfahrrichtung
Wenn die Ausrichtung der Spindel horizontal (parallel zum Boden) oder vertikal (senkrecht zum Boden) ist. Für alle übrigen Ausrichtungen wählen Sie Spezial; der Winkel wird von der Horizontalausrichtung gemessen.
Führungslagertyp
Last wird von der Führung gestützt. Der Reibungskoeffizient gilt für die Führungslager-Einheit. Im oben gezeigten Beispiel wird die Last von einem Profilschienensystem (Kugeln) getragen.
Wenn Sie z.B. ein Linearkugellager verwenden, ist die Reibung geringer als bei einem Gleitlager. Je geringer die Reibung, desto weniger Kraft ist erforderlich, um die Last mit dem Kugelgewindetrieb zu bewegen.
Diese Reibungskraft wird mit folgender Formel berechnet: F = µ N
wobei gilt:
F ist die Reibungskraft
µ ist der Reibungskoeffizient
N ist die Normalkraft
Wenn die Art des Führungslagers unbekannt ist, wählen Sie Fluoronyliner aus dem Dropdown-Menü. Da dessen Reibungskoeffizient am höchsten ist, ergibt sich daraus die im ungünstigsten Fall zusätzlich erforderliche Kraft zum Antrieb des Systems.
Belastung
Schub-/Drucklast: Eine Kraft, die die Spindel in axialer Richtung zusammendrücken will.
Zuglast: Eine Kraft in einer Richtung, die die Spindel dehnen will.
Bei Auswahl von Zug- und Schublast wird die Knicklast berechnet.
Wird nur Zuglast gewählt, erfolgt keine Knicklast-Berechnung.
Masse der Last
Masse der Last = Masse des zu bewegenden Objekts.
Die Masse dient zur Berechnung der Beschleunigungs- und Reibungskräfte.
Axialkräfte
Zusätzlich zur Masse ist dies eine (ggf. vorhandene) externe Kraft, die auf die Axialrichtung der Mutter wirkt. Einige Segmente können null Kraft aufweisen.
Je nach Anwendung können unterschiedliche Segmente wirkender Axialkräfte definiert werden.
SCHRITT 3 – Komponentenoptionen
Wählen Sie entweder Abgelängt, Nur Endenbearbeitung oder Endenbearbeitung mit Stützlagern
Vor der Auswahl von Lagerböcken müssen Sie Schritt 1 abschließen.
Ergebnis Endenbearbeitung
Endenlagerung:
Mutterrichtung:
Richtung Spindelverlängerung:
Linkes Stützlager:
Rechtes Stützlager:
Mit diesem Tool konfigurieren Sie die Endenbearbeitung für Thomson-Stützlager. Bei erforderlicher Sonderbearbeitung kontaktieren Sie bitte Thomson.
Auswahl Mutterntyp
Die angegebenen verfügbaren Mutteroptionen basieren auf Ihren bisherigen Angaben. Siehe Tabelle rechts.
Flanschmutter
667 Verfügbar
172 Zoll
495 Metrisch
Mit integriertem Flansch oder optionalem Gewindeflansch.
Einschraubmutter
249 Verfügbar
150 Zoll
99 Metrisch
Diese Muttern werden ohne Gewindeflansch geliefert, können aber mit einem Gewindeflansch versehen werden.
Zylindrische Mutter
222 Verfügbar
222 Metrisch
Kompakt, geeignet für Sonderanbau.
Muttern-Verfügbarkeitsmatrix (Die Tabelle wird stetig aktualisiert, während Sie die Schritte 1 bis 3 durcharbeiten)
Die Testergebnisse basieren auf den links eingegebenen Werten; sie zeigen, welche Durchmesser und Steigungen Ihre Anwendungskriterien erfüllen. Für optimale Ergebnisse müssen Sie die Werte ggf. anpassen, z.B. die erforderliche Geschwindigkeit reduzieren, um mehr passende Kombinationen aus Spindeldurchmesser und Steigung zu erhalten.
Click any cell in the availability grid for more information.
Thomson-Produktprogramm, Zollmaße
Spindel-Nenndurchmesser(in)
Steigung (in)
0.125
0.200
0.250
0.413
0.473
0.500
0.660
1.000
1.500
1.875
2.000
0.375
0.500
0.631
0.750
0.875
1.000
1.150
1.171
1.500
2.000
2.250
2.500
3.000
4.000
Thomson-Produktprogramm, metrisch
Spindel-Nenndurchmesser(mm)
Steigung (mm)
2
3
4
5
10
20
25
32
40
50
10
12
16
20
25
32
40
50
63
80
Legende
Test bestanden
Problem dynamische Tragzahl
Problem Einbaulänge
Problem Knicklast (bei gewählter Schublast)
Problem Geschwindigkeit
Ausgewählte Lagereinheiten nicht verfügbar
Problem Lagerbock-Belastung
Durchmesser/Steigung nicht verfügbar
Thomson-Lagereinheiten verfügbar
Alle Farben (außer Dunkelgrau) kennzeichnen verfügbare Muttern.
Die verfügbaren Muttern in anderen Farben als Grün haben den Test nur teilweise bestanden.
Thomson-Produktprogramm, Zollmaße
Das Thomson Zoll-Produktprogramm umfasst präzisionsgerollte Kugelgewindespindeln im Zollmaß in einer breiten Auswahl an Durchmesser/Steigungs-Kombinationen. Die zugehörigen Kugelgewindemuttern sind mit externe Umlenkungen, wahlweise nicht-vorgespannt oder als vorgespannte Doppelmutter erhältlich.
Die Produktverfügbarkeits-Tabelle zeigt die verfügbaren Durchmesser-/Steigungs-Kombinationen, die Ihren eingegebenen anwendungstechnischen Vorgaben entsprechen. Die Legende unter der Tabelle erläutert die Produktverfügbarkeit und Gründe, warum ein Produkt die Anforderungen nicht erfüllt.
Thomson-Produktprogramm, metrisch
Das metrische Thomson-Produktprogramm enthält präzisionsgerollte Kugelgewindespindeln in P5-Genauigkeit. Die metrischen Kugelgewindemuttern verfügen über interne Umlenkungen für eine höhere Laufruhe.
Die Produktverfügbarkeits-Tabelle zeigt die verfügbaren Durchmesser-/Steigungs-Kombinationen, die Ihren eingegebenen anwendungstechnischen Vorgaben entsprechen. Die Legende unter der Tabelle erläutert die Produktverfügbarkeit und Gründe, warum ein Produkt die Anforderungen nicht erfüllt.
Legende
Außer bei Grün können auch mehrere Farben in einer Tabellenzelle erscheinen, wenn mehrere Ausschlussgründe vorliegen.
Worin unterscheiden sich diese Varianten? mehr anzeigen
FestFrei
FreiFest
FestLoslager
LoslagerFest
FestFest
Schritt 2
Wählen Sie dann, ob die Spindel ein- oder beidseitig an den Lagereinheiten enden oder hindurchgeführt werden soll.
Worin unterscheiden sich diese Varianten? mehr anzeigen
Schritt 3
KLICKEN Sie zuletzt auf die beiden Schaltflächen unten, um die Lagereinheiten für Ihre rechts gezeigte Baugruppe auszuwählen.
Sie sind unsicher, wie sich die Lagereinheiten unterscheiden, oder benötigen weitere Informationen zu einer bestimmten Lagereinheit? mehr anzeigen
Alle relevanten Teilenummern der Lösungstabelle entsprechen zum einfachen Vergleich derselben Lagereinheit-Auswahl.
Lagereinheit-Typen
In den meisten Fällen werden eines oder beide Enden der Kugelgewindespindel in einem Lager abgestützt. Die gängigsten Konfigurationen zur Endabstützung einer Kugelgewindespindel sind:
Zwei hintereinander montierte Lager (Festlager)
Ein radiales Rillenkugellager (Loslager)
Üblicherweise werden drei Lagerkombinationen verwendet. Während Fest am einen Ende und Frei am gegenüberliegenden die geringste Abstützung bietet, stützt Fest an beiden Enden die Spindel am besten ab. Stärker abgestützte Spindeln sind in der Lage, höhere Lasten ohne Durchbiegung aufzunehmen und weisen höheren kritische Drehzahlen auf.
Mutterausrichtungen
Bei einer asymmetrischen Spindel oder unterschiedlichen Enden, wie bei einer Kombination Fest/Frei oder Fest/Los, muss das Herstellerwerk die Einbaurichtung der Mutter wissen. Ist die Spindel symmetrisch oder an beiden Enden identisch, wählen Sie einfach den Standard (Rechts).
Lagereinheit-Bearbeitung
Um eine Lagereinheit an einer Kugelgewindespindel zu montieren, muss zunächst ein Lagerzapfen in die Spindel gearbeitet werden. Der maximale Durchmesser des Zapfens wird durch die Spindel-Geometrie begrenzt. Um eine Schulter herzustellen, an der das Lager anliegt, muss ausreichend Spindelmaterial abgetragen werden. Der empfohlene maximale Zapfendurchmesser liegt üblicherweise nahe dem Kerndurchmesser einer Kugelgewindespindel.
Beispiel eines bearbeiteten Endes (oben) und eines bearbeiteten Endes mit montiertem Lagerbock (unten)
Um einen Kugelgewindetrieb an ein Antriebssystem zu koppeln, wird eine Antriebsverlängerung in die Spindel eingearbeitet. Bei der Bestellung einer Kugelgewindetrieb-Baugruppe mit Lagerböcken oder eine Kugelgewindespindel mit Standard-Endenbearbeitung ist unbedingt anzugeben, ob diese Antriebsverlängerung an einem oder beiden Enden gewünscht wird. Der schattierte Bereich in der obigen Abbildung stellt die Antriebsverlängerung dar. Einzelheiten zur Endenbearbeitung finden Sie im Produktkatalog oder in den Spezifikationen auf der Website.
Lagereinheiten-Auswahl
BK und BF: Aufbau-Montagekonfiguration.
FK und FF: Flansch-Montagekonfiguration.
MK: MK ist eine FK-Lagereinheit mit Motor-Montagehalterung.
WK: Flansch-Montagekonfiguration mit höher belastbaren Lagern.
Metrische und zöllige Kugelgewindetriebe (Baugruppen aus Kugelgewindespindeln und Kugelgewindemuttern), ideal für Anwendungen mit hoher Präzision und Belastung, werden nach höchsten Qualitätsstandards gefertigt, um bei minimaler Eigenreibung Dreh- in Linearbewegungen zu wandeln.
Warum Thomson-Kugelgewindetriebe?
Präzisions-Kugelgewindetriebe werden auf unterschiedliche Weise produziert. Durch ein besonderes Augenmerk auf Design, Qualität, Werkstoffe, Fertigung und anwendungstechnischen Support unterscheidet sich Thomson vom Wettbewerb und entsteht ein Erfolgsrezept mit jahrzehntelangem Bestand.
Sonderausführungen
Sollten die Standard-Kugelgewindetriebe von Thomson Ihre anwendungstechnischen Anforderungen nicht genau erfüllen, helfen Ihnen unsere Planungsexperten mit einer maßgeschneiderten Sonderlösung. Ganz gleich ob Einzelstück oder Großabnahme, eine einfache Modifikation einzelner Komponenten oder eine komplexe Baugruppe – unsere kundenspezifischen Lösungen erfüllen Ihre Anforderungen und verbessern die Leistung Ihrer Maschine.
Wo fangen Sie am besten an?
Thomson unterstützt Sie mit umfassenden Online-Hilfestellungen – ganz gleich, an welcher Stelle im Entscheidungsprozess Sie sich gerade befinden:
Wie Ihre Lineartechnik von Thomson Kugelgewindetrieben profitieren kann
Ihre Geschichte des weltweiten Erfolgs über fast ein ganzes Jahrhundert verdanken Thomson Kugelgewindetriebe ihrer erstklassigen Qualität, hohen Langlebigkeit und unserem zuverlässigen Support. Dieses Video behandelt die Herstellungsverfahren der Thomson-Kugelgewindetriebe, deren Auswahl, Anpassungsmöglichkeiten, Einsatzbereiche, die Online-Ressourcen und vieles mehr. Danach werden Sie sich fragen: „Wie möchte ich von Kugelgewindetrieben profitieren?“
VIDEO: Kugelgewindetriebe: Aufbau und Montage
Dieses Video behandelt den Aufbau und die Installation von Kugelgewindetrieben. Es erlätert die Funktion von Kugelgewindetrieben im Anwendungsdesign sowie die Komponenten eines Kugelgewindetriebes und einer Kugelgewindemutter. Außerdem wird die Montage einer Kugelgewindemutter auf eine Spindel dargestellt und das Einsetzen von Kugellagern für den Fall, dass einige Lager während der Montage herausfallen.
WEBINAR: Maximierung der Tragzahl, Lebensdauer und Kompaktheit Ihrer Linearsysteme
Jede einzelne Anwendung erfordert eine sorgfältige Analyse von Leistung, Lebensdauer und Kosten. Das gilt insbesondere bei hohen Lasten. Erfahren Sie, warum Sie bei Ihrer nächsten Nutzung eines Linearsystems einen Schwerlast- einem Standard-Kugelgewindetrieb vorziehen sollten.
Referent: Markus Brändle, Produktlinien-Verantwortlicher – Kugelgewindetriebe, Spindelhubgetriebe sowie Linearlager & -führungen bei Thomson Neff Industries, Deutschland
VIDEO: TechTips: Befüllen einer metrischen Kugelgewindemutter mit Lagerkugeln
Wiederbefüllen einer Kugelgewindemutter mit Lagerkugeln. Metrische Kugelgewindemuttern sind häufig mit einer Einzelumlenkung ausgestattet. Die gezeigte Methode eignet sich aber auch für Muttern mit Kanalumlenkung.
Webinaraufzeichnung: Überlegungen und Berechnungen zur Auswahl des geeigneten Kugelgewindetriebs für Ihre Anwendung
Wie wählen Sie aus all den Tausenden von Möglichkeiten schnell und zuverlässig für Ihre Linearanwendung den optimalen Kugelgewindetrieb in der passenden Größe?
VIDEO: TechTips: Aufbringen einer Kugelgewindemutter auf eine Spindel
So gelangt die Kugelgewindemutter sicher von der Transporthülse auf die Spindel.
Da Kugelgewindetriebe sowohl in Zoll als auch in metrischen Maßen erhältlich sind, beginnen Konstrukteure zuweilen ihre Spezifikation mit der Auswahl einer Produktreihe nach diesem Unterscheidungsmerkmal. Diese Entscheidung kann jedoch das perfekte Produkt für die jeweilige Anwendung von vornherein ausschließen und zu deutlichen Nachteilen bezüglich Zeit-, Arbeits- und Kostenaufwand führen. Dieser Artikel erläutert, wie Auslegungs- und Auswahlfragen, die auf die Leistung abzielen – anstatt auf Produktnamen – effizientere Linearlösungen ergeben.
Rollengewindetriebe galten seit langem als einzige Technologie zur Bewegung großer Lasten, wenn die Baugröße begrenzt ist. Tatsächlich haben Fortschritte in der Technologie von Kugelgewindetrieben die Möglichkeit eröffnet, auch für Anwendungen mit hohen Lasten eingesetzt zu werden. Das ist besonders wichtig, da ein Hochlast-Kugelgewindetrieb in der Regel nur halb so teuer ist wie ein Rollengewindetrieb mit vergleichbaren Leistungswerten.
In der Massenproduktion, wo repetitive Hubbewegungen ausgeführt werden, aber dennoch manuelle Eingriffe erforderlich sind, erlangen sogenannte „kollaborative Roboter“ (Cobots) immer mehr an Beliebtheit. Ein französischer Cobot-Hersteller hat nun eine Lösung entwickelt, die anstelle von Zahnrädern Aktuatoren mit Kugelgewindetrieb und Seilzug nutzt und damit einen neuen Maßstab in puncto Effizienz und Sicherheit für Cobots setzt.
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