Hub-Dreh-Module / Hub-Dreh-Einheit: Linear-, Dreh- & Positionierbewegungen mit einem Kompaktmodul realisieren
Das Hub-Dreh-Modul vereint die Eigenschaften eines Kugelgewindetriebes (Spindel) mit einer verdreh-gesicherten Drehmomentwellenführung (Drehmomentkugelbuchsen), da die Spindel gemeinsam mit der Drehmomentwelle eine Einheit bildet. Dadurch sind separate oder kombinierte Bewegungsabläufe, wie Positionierungs-, Linear- und Drehbewegungen mit einer einzelnen kompakten Ausführung realisierbar. Die typischen Anwendungsbeispiele dieser Maschinenelemente sind:
- Scara-Roboter
- Montagemaschinen
- Werkzeugwechsler
- Bestückungsautomaten, etc.
Drehmomentwellen / Nutwellen
Die Drehmomentkugelbuchsen gibt es für Wellendurchmesser von 4 bis 100 mm. Die Drehmomentwellen (Nutwellen) sind in geschliffener oder gezogener Ausführung und als Hohlwellen lieferbar. Bis Baugröße 25 können Drehmomentwellen und Drehmomentkugelbuchsen in Niro bezogen werden. Mit Endenbearbeitung nach Kundenzeichnung
Ausführungen
Die Drehmomentkugelbuchsen eignet sich besonders vorteilhaft, wenn sie als tragendes Konstruktionselement eingesetzt werden kann, das sich einfach an die Umgebungskonstruktion anbinden und montieren lässt. Beispiele für den Einsatz sind Formatverstellung von Bändern und Schneideinheiten, Synchronwellen für Werkzeugmaschinen, Verpackungsanlagen oder für Greifer, Prüfstände, Schraubautomaten und andruckgeregelte Bürst-Entgratanlagen.
Ein weiteres Einsatzgebiet ist als kompakte, besonders präzise und steife Linearführung alternativ zu zwei parallelen Rundführungen oder einer Schienenführung, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass bei Verwendung einer Hohlwelle Medien durch diese geleitet werden können. Anwendungsbeispiele sind hier Rundtakt-Montageautomaten, Sauggreifer, Prüfanlagen und Anlagen zur Innenbeschichtung von Hohlkörpern.
Bei den Drehmoment-Kugelbuchsen gibt es für die unterschiedlichsten Anwendungen im Wesentlichen folgende Ausführungen;
Vorteile:
- leichte und kompakte Bauweise sowie einfache Montage
- Gegenüber Profilschienenführungen eine kompaktere Konstruktion und einfache Anbindung und Montage an die Umgebungskonstruktion möglich
- Als verdrehgesicherte Einwellen-Linearführung ersetzt sie zwei parallele Rundführungen
- Bei Verwendung einer Hohlwelle kann zusätzlich an Konstruktionsgewicht gespart werden. Zudem können durch diese Medien geleitet werden.
- Einsatz als Antriebswelle mit verschiebbarem Antrieb bzw. Abtrieb
- Hohe Geschwindigkeiten und Drehzahlen
- Hohe Geschwindigkeiten und Drehzahlen durch kompaktes Design / Gewichtsreduktion der Drehmoment-Buchsen und optimierte Kugelumlenkungen
- Hohe Drehmomente und Tragzahlen und lange Lebensdauer
- Hohe Drehmomente und Tragzahlen und lange Lebensdauer durch günstigen Kugelumlauf an den vier Laufbahnen der Welle
- Leichtgängiger Lauf bzw. spielfreie Führung
- Kugelumlaufprinzip gewährleistet eine leichtgängige bzw. spielfreie Führung – auch unter hoher Belastung
- Die Translationsbewegung und der Reversierbetrieb erfolgen ruck frei.
- Momente in Verfahrrichtung werden gegenüber Schienenführungen besser kompensiert
- Haftgleiteffekt (Stick-Slip-Effekt) wird bei niedrigen Geschwindigkeiten verhindert und der Verschiebewiderstand erheblich reduziert
- Als Kurzhub-Ausführung mit nochmals verringerter Verschiebekraft
- Schmutzunempfindlich und rostbeständig (rostarm)
- Schmutzunempfindlich durch beidseitig integrierte Abstreifer weitere Optionen
- bis Durchmesser 25 mm in Niro lieferbar
Flansch-Drehmoment-Kugelbuchsen
Für eine vereinfachte Installation sowie Konstruktion bietet sich die Flansch-Drehmoment-Kugelbuchse an. Die Wandstärken und Kugeldurchmesser sind bei dieser Variante optimiert, um eine kompakte Konstruktion zu ermöglichen. Die Drehmomentübertragung erfolgt über den Flansch, welcher stirnseitiges Anschrauben gegenüber den Zylindrischen Drehmoment-Kugelbuchsen ermöglicht.
Rotations-Drehmoment-Kugelbuchsen
Eine weitere Variante ist die Rotations-Drehmoment-Kugelbuchse bei der der Außenring drehbar gelagert ist, welche gleichzeitig lineare und rotative Bewegungen aufnehmen kann. Damit bietet sie für rotative Anwendungen mit hohen Geschwindigkeiten eine gewicht- und raumsparende Lösung. Eine typische Anwendung ist zum Beispiel die Schwenkbewegung zwischen zwei Positionen in Werkzeugwechslern.
Kurz-Hub-Drehmomentkugelbuchsen
Die Kurzhub-Drehmomentkugelbuchsen sind hochpräzise Linearlager mit sehr geringer Reibung. Der grundlegende Unterschied zu anderen Ausführungen der Drehmomentkugelbuchsen ist, dass die Kugeln in einem Käfig gehalten werden und somit nicht umlaufen. Dadurch verfügt die Mutter über eine kompaktere Bauweise, was die Verfahrwege begrenzt und Hublängen von 20 bis 28 mm ermöglichen. Kurzhub-Drehmomentkugelbuchsen können für schnelle und kurze Hubbewegungen bspw. beim Stanzen oder bei Prägevorrichtungen und für rotative Übersetzungen eingesetzt werden.
Die Drehmomentkugelbuchse bietet neben dem kompakten und rotationsymmetrischen Aufbau einer Rundführung und im Vergleich zu Profilschiene zusätzlich die Funktion der Drehmomentbelastbarkeit. Bei der Profilschienenführung erfolgt die Anbindung an die Umgebungskonstruktion über den Wagen und baut damit in aller Regel auch größer als die Mutter der Drehmomentkugelbuchse. Als weiteres kommt hinzu, dass eine Kraft in Verfahrrichtung immer ein zusätzliches Moment auf die Führung ausübt, während das bei der Drehmomentkugelbuchsenführung nicht zwangsläufig der Fall ist.
Unabhängig von diesen Betrachtungen bleiben die Vorteile aller Wälzführungen auch weiterhin bestehen, d. h. kein Haftgleiteffekt wird bei niedrigen Geschwindigkeiten und Einstellung des Spiels bzw. der Steifigkeit durch die eingesetzte Kugelgröße.
Vierpunktkontakt an den vier Führungsnutbahnen
Drehmoment-Kugelbuchsenführungen bestehen aus Muttern und Wellen. Die Muttern sind zylindrische Muttern oder Flanschmuttern und ähnlich aufgebaut wie Kugelbuchsen, jedoch laufen die Kugeln in definierten Führungsnutbahnen in der Mutter um.
Hub-Dreh-Module bieten folgende Vorteile
- Gewichtseinsparung durch Kompaktbauweise
Das Hub-Dreh-Modul ermöglicht gegenüber einem konventionellen System aus mehreren Bauteilen, die Einsparungen an Gewicht und ist ideal geeignet bei engeren Platzverhältnissen. Die Antriebsdimensionierung kann somit ggf. kleiner ausfallen. - Höchste Präzision
Aufgrund der Kompaktbauweise des Hub-Dreh-Moduls sind Bewegungsabläufe mit einer hohen Positioniergenauigkeit möglich, da insgesamt weniger Masse (aufgrund reduzierter Bauteile) bewegt wird. - Leichte Vorspannung für spielfreie Bewegungen
Im Hub-Dreh-Modul sind die Rotations-Kugelgewindemutter und die Rotations- bzw. Flansch-Drehmomentkugelbuchse leicht vorgespannt und somit spielfrei. - Einfache Montage
Da lediglich ein Modul ausgerichtet und montiert wird, kann der Konstruktions- bzw. Montageaufwand ebenfalls reduziert werden.
Hub-Dreh-Modul – Ausführungen / Lieferprogramm
Die Typen SPBR und SPBF unterscheiden sich in Ihrer Bauweise, wie folgt nach folgenden Anwendungsfällen bzw. Bewegungsabläufen:
- Serienmäßig beide Typen mit Seitendichtung ausgestattet bzw. abgedichtet
- Erhältlich ist sie für die Wellendurchmesser 16, 20 und 25 mm
- Die Spindelsteigung ist gleich dem Wellendurchmesser
- Bei Ø 16 mm beträgt die maximale Wellenlänge 1,5 m, bei den anderen Größen 2 m
- Auch als Hohlwelle lieferbar
- Serienmäßig beide Typen mit Seitendichtung ausgestattet bzw. abgedichtet
- Erhältlich ist sie für die Wellendurchmesser 16, 20 und 25 mm
- Beim Ø 16 mm beträgt die maximale Wellenlänge 1,5 m, bei den anderen Größen 2 m
Der Vergleich auf dem Bild zeigt eine konventionelle Lösung und die Umsetzung mit dem Hubdrehmodul bei gleichem Maximalhub. Die kompakte Hub-Dreh-Einheit von DR. TRETTER bietet hier deutlich mehr Platzvorteile.
Typ SPBR: für Positionier-, Linear- und Drehbewegungen
Der Typ SPBR hat auf der Hub-Dreh-Spindel eine Rotations-Kugelgewindemutter und eine Rotations-Drehmomentkugelbuchse.
Typ SPBF: für Linearbewegungen
Der Typ SPBF hat auf der Hub-Dreh-Spindel eine Rotations-Kugelgewindemutter und eine Flansch-Drehmomentkugelbuchse.
Hub-Dreh-Modul-SPBF16-500
Hub-Dreh-Modul-SPBF20-500
Hub-Dreh-Modul-SPBF25-500
Hub-Dreh-Modul-SPBR16-500
Hub-Dreh-Modul-SPBR20-500
Hub-Dreh-Modul-SPBR25-500