FAQs für Spindelhubgetriebe

WAS IST DER LEISTUNGSBEREICH VON SPINDELHUBGETRIEBEN?

Spindelhubelemente sind für Nennlasten zwischen 0,5 und 100 Tonnen erhältlich. Am unteren Ende bedeutet dies realistischerweise Lasten von nur 0,1 Tonnen (1 kN). Im oberen Bereich sind auf Anfrage 250 Tonnen möglich.
Die linearen Geschwindigkeiten können zwischen 0,3 und 1.000 mm/s liegen, und Antriebe mit variabler Geschwindigkeit können diese Werte noch weiter reduzieren. Es sind Hübe bis zu 6 m möglich.

WIE WÄHLE ICH ZWISCHEN DEN AUSFÜHRUNGEN MIT BEWEGLICHER SPINDEL UND MIT BEWEGLICHER MUTTER?

Die Leistung dieser beiden Optionen ist die gleiche, so dass die Wahl hauptsächlich von den Montageanforderungen abhängt. Bei den Ausführungen mit beweglicher Spindel wird die Spindel durch das Gehäuse des Hubgetriebes geführt. So bleibt die Spindel immer unter der Last, aber es wird Platz auf der anderen Seite des Gehäuses benötigt. Bei Ausführungen mit beweglicher Mutter befinden sich die Spindel und das Gehäuse in einer festen axialen Position, wobei die Mutter auf der Spindel auf- und absteigt.

Beachten Sie, dass die Montage in jeder beliebigen Ausrichtung erfolgen kann. Tatsächlich können Zugkräfte besser sein als Druckkräfte, da es keine Tendenz zum Ausknicken gibt. Seitliche Belastungen sollten vermieden werden.

WORIN BESTEHT DER LEISTUNGSUNTERSCHIED ZWISCHEN TRAPEZ- UND KUGELHUBSPINDELN? 

Kugelumlaufspindelhubelemente sind effizienter als ACME-Spindelmodelle. Dies ermöglicht höhere Arbeitszyklen, höhere Geschwindigkeiten oder kompaktere Abmessungen für eine bestimmte Kraft. Der Energiebedarf von Kugelhubgetrieben ist geringer, aber ihre Anschaffungskosten sind höher. Die Wahl zwischen den beiden Typen hängt von der erforderlichen Einschaltdauer, den Lasten und Geschwindigkeiten ab. Der herunterladbare Schnellselektor gibt einen einfachen Überblick über ihre Leistungen.

WIE WIRD DIE LINEARE GESCHWINDIGKEIT VARIIERT?

Spindelhubelemente arbeiten nach dem Prinzip eines Schneckengetriebes, und in der Regel werden 3 oder 4 Schneckenübersetzungen verwendet, um eine Reihe von linearen Geschwindigkeiten zu erzeugen. Eine weitere Variable ist die Anzahl der Anläufe der Spindel, die zwischen 1 und 4 liegen kann. Eine höhere Anzahl von Anläufen führt zu einer höheren linearen Geschwindigkeit, aber die Tragfähigkeit kann sich verringern.

Kugelumlaufspindelhubelemente verfügen über ein ähnliches Schneckengetriebe mit variablen Übersetzungen und einer Kugelumlaufspindel mit Mutter, die die ACME-Spindel ersetzt. Die linearen Geschwindigkeiten können durch die Steigung der Kugelumlaufspindel variiert werden.

Bei Hochgeschwindigkeits-Kugelhubgetrieben werden Kegelrad- statt Schneckengetriebe verwendet, was zu flachen Übersetzungen, höheren Geschwindigkeiten und höheren Wirkungsgraden führt.

Die Eingangsdrehzahlen von Spindelhubgetrieben können so niedrig sein wie die von Hand gewickelten oder so hoch wie die von Motoren (in der Regel 4-polige 1.500 U/min, aber auch 2-polige 3.000 U/min sind möglich).

WELCHE ARBEITSZYKLEN SIND MÖGLICH?

Typische maximale Einschaltdauern für Standard-Spindelhubelemente liegen zwischen 20 und 40 %. Bei kürzeren Laufzeiten über einen Zeitraum von 10 Minuten beträgt die Einschaltdauer je nach Modell 30-40%. Bei längeren Laufzeiten wird ein Zeitraum von 60 Minuten zugrunde gelegt und die Einschaltdauer beträgt 20-30 %. Wenn höhere Einschaltdauern erforderlich sind, gibt es zwei Möglichkeiten:

• Überdimensionierung des Spindelhubelements, so dass die erforderliche Leistung im Vergleich zur maximalen Leistung einen Faktor ergibt, der die zulässige Einschaltdauer erhöhen kann.
• Sie wählen ein Spindelhubgetriebe mit Kugelumlaufspindel, das im Bereich von 5 kN bis 400 kN erhältlich ist. Diese haben einen höheren Wirkungsgrad, und es sind Einschaltdauern von 70-100 % möglich.

WAS SIND DIE BEGRENZENDEN FAKTOREN FÜR DIE LEISTUNG? 

Die Hublänge von 6 m ist durch die Produktionsanlagen begrenzt.

Weitere Grenzen ergeben sich aus der Knicklast und der kritischen Drehzahl der ACME-Schnecke.

Die Grenze der Knicklast hängt wiederum von der Art der Schneckenführung ab. Ungeführte Schrauben haben relativ niedrige Grenzen für die Kraft und den Hub. Bei voll geführter Schraube sind Knickgrenzen im Allgemeinen nicht relevant. Bei Zugbeanspruchung gibt es keine Knickgrenzen.

Die Grenzwerte für die kritische Geschwindigkeit hängen auch von der Schraubenbefestigung und der Hublänge ab. Bei Schrauben mit gelagertem Ende und Hüben bis zu 1,5 m ist die kritische Drehzahl nicht relevant.

WELCHE MOTOREN KÖNNEN VERWENDET WERDEN?

Spindelhubelemente können durch den Anschluss von Elektromotoren über einen B14-Flansch oder eine B5-Glocke mit Kupplung motorisiert werden. Üblich sind 3-Phasen-Wechselstrommotoren, aber auch 1-Phasen- und Gleichstrommotoren sind möglich. Servomotoren können integriert werden, und ihre hohen Geschwindigkeiten und Leistungen sind bei Kugelhubgetrieben nützlich. Bremsmotoren werden gelegentlich benötigt, wenn ein schnelles Anhalten erforderlich ist oder wenn das Spindelhubelement nicht selbsthemmend ist.

WIE SOLLTE DER HUB KONTROLLIERT WERDEN? 

Spindelhubgetriebe sollten nicht bis an ihre mechanischen Grenzen gefahren werden, insbesondere Modelle mit höheren Geschwindigkeiten. Eine einfache Hubkontrolle kann mit Endschaltern vorgenommen werden. Diese können extern montiert werden oder bei Modellen mit beweglichen Spindeln am Abdeckrohr angebracht werden.

Alternativ kann die Hubposition auch über eine Motorgeberrückmeldung an einen geeigneten Antrieb oder eine Steuerung gesteuert werden. Endschalter werden weiterhin empfohlen, um die Sicherheit zu gewährleisten.

WELCHE ANDEREN OPTIONEN SIND ERFORDERLICH?

Es gibt viele modulare Optionen für Spindelhubelemente; manchmal hängen sie von der Wahl der Konstruktion zwischen beweglicher Spindel und beweglicher Mutter ab.

Bei Modellen mit beweglicher Spindel kann ein Schutzrohr verwendet werden, um die nicht aktive Seite der Spindel abzudecken. Dies ermöglicht auch die Montage von Endschaltern oder einer Verdrehsicherung.

Die Verdrehsicherung wird in Fällen verwendet, in denen die zu bewegende Last drehbar ist. In solchen Fällen drehen sich Spindel und Last ohne axiale Bewegung, es sei denn, man wählt die Verdrehsicherung, die aus einer Keilnut im Schutzrohr besteht. Für Anwendungen, die ein hohes Maß an Positioniergenauigkeit erfordern, können beide Spindelhubelemente mit einem einstellbaren Spiel ausgestattet werden.

Die Drehzapfenbefestigung des Gehäuses ermöglicht ein Schwenken der Achse, so dass die Kraft ohne Seitenbelastung übertragen werden kann.

WAS IST MIT SCHWIERIGEN UMGEBUNGEN? 

Die Gehäuse sind zwar vollständig gekapselt und wartungsfrei, aber die Spindeln müssen gemäß dem Wartungshandbuch regelmäßig geschmiert werden. Die Schrauben müssen in angemessener Weise von Verunreinigungen freigehalten werden, wozu Faltenbälge eingesetzt werden können. Unter bestimmten Bedingungen kann es sinnvoll sein, sich für eine Schraube aus rostfreiem Stahl (AISI 303, 304 oder 316) zu entscheiden.

KANN EIN HEBESYSTEM ZUR VERFÜGUNG GESTELLT WERDEN? 

Häufig werden mehrere Spindelhubelemente benötigt, um eine Last synchron zu heben. Sie können in Reihe oder in einer T-, H- oder U-Konfiguration montiert werden. In jedem Fall wird ein einzelner Motor oder ein Getriebemotor verwendet, und die Verbindung erfolgt je nach Bedarf über Zwischenwellenkupplungen und Kegelradgetriebe.

Solche Systeme sind ohne weiteres möglich, doch ist insbesondere bei der Auslegung der Abmessungen Vorsicht geboten. Die Kupplungsdrehzahlen können begrenzt sein, daher wird häufig ein Getriebe verwendet, um die Motordrehzahl zu reduzieren. Idealerweise werden Metallscheibenkupplungen gewählt, da diese drehsteif sind. In einigen Fällen können auch Klauenkupplungen mit hoher Steifigkeit zu geringeren Kosten eingesetzt werden.

WIE HOCH IST DER WIRKUNGSGRAD VON SPINDELHUBGETRIEBEN? 

Der Wirkungsgrad von Spindelhubgetrieben ist von Modell zu Modell unterschiedlich und hängt von der Schneckenübersetzung und der ACME-Gewindesteigung ab. Einzelheiten sind im Katalog angegeben. In der Regel hat ein ACME-Spindelhubelement einen Wirkungsgrad von etwa 30 %.

Kugelhubgetriebe haben in der Regel einen doppelt so hohen Wirkungsgrad. Die SJ BS-Modelle haben einen Wirkungsgrad von etwa 65 %, die MA BS-Modelle von etwa 70 % und die HS-Hochgeschwindigkeitsmodelle können einen Wirkungsgrad von etwa 90 % erreichen.