Kugelumlaufspindeln

Kugelumlaufspindeln sind für die Bewegung der 3 Achsen entlang der jeweiligen Richtung verantwortlich. Die Steigung der schneckenförmig gefrästen Rillen entlang der Aussenseite der Spindeln ermöglicht es, durch die Drehung der Spindel eine Kugelumlaufmutter zu bewegen, an der die jeweilige Achse montiert werden kann.

Die Kugelumlaufspindeln werden durch die Schrittmotoren angetrieben. Dabei können die Schrittmotoren entweder durch:

Zahnriemen oder durch
Wellenkupplungen mit der Kugelumlaufspindel verbunden sein.

Steigung¶

4 mm
5 mm
10 mm

Toleranzklassen¶

Standard C7
Präzision C5

Durchmesser¶

Kugelumlaufspindeln werden in unterschiedlichen Durchmessern gefertigt, üblich sind 12, 16, 20 und 25mm Durchmesser.

Lagerung von Kugelumlaufspindeln¶

Bei Kugelumlaufspindeln, die in Maschinen und Anlagen häufig für präzise lineare Bewegungen verwendet werden, gibt es zwei Hauptlagerarten: das Festlager und das Loslager. Beide Lager haben unterschiedliche Funktionen und Eigenschaften, die für die Stabilität und Funktionalität der Spindelanordnung entscheidend sind. Hier sind die wesentlichen Unterschiede:

Festlager¶

Funktion:
- Das Festlager dient dazu, die Kugelumlaufspindel sowohl axial als auch radial zu fixieren. Es verhindert Bewegungen in axialer Richtung und stellt sicher, dass die Spindel in einer definierten Position bleibt.
- Es nimmt alle axialen Kräfte auf, die während des Betriebs auftreten. 1. Aufbau:
- Häufig werden Schrägkugellager in O- oder X-Anordnung verwendet, da diese Lagerarten hohe axiale und radiale Kräfte aufnehmen können.
- Festlager sind oft vorgespannt, um Spiel zu eliminieren und eine hohe Steifigkeit sowie Präzision zu gewährleisten. 1. Positionierung:
- Das Festlager wird in der Regel an einer Seite der Spindel montiert, üblicherweise in der Nähe des Antriebes oder der Last.

Loslager¶

Funktion:
- Das Loslager dient dazu, Längenausdehnungen der Spindel durch thermische oder mechanische Belastungen auszugleichen. Es erlaubt eine axiale Bewegung der Spindel und reduziert dadurch mechanische Spannungen.
- Es fixiert die Spindel nur radial, nicht aber axial. 1. Aufbau:
- Meist kommen Radialkugellager oder Zylinderrollenlager zum Einsatz, da diese Bewegungen in axialer Richtung zulassen, aber dennoch eine hohe Radialbelastbarkeit bieten.
- Es wird häufig ohne Vorspannung montiert. 1. Positionierung:
- Das Loslager befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite des Festlagers, oft an einem Ende der Spindel, das weniger Last ausgesetzt ist.

Zusammenwirken von Festlager und Loslager¶

Die Kombination aus Festlager und Loslager sorgt für eine präzise Führung der Spindel und kompensiert thermische Ausdehnungen, die zu unerwünschten Spannungen oder Verformungen führen könnten.
Das Festlager übernimmt die Hauptbelastungen und fixiert die Position, während das Loslager Flexibilität bietet, um die mechanische Integrität des Systems zu erhalten.