Kugelumlaufschrauben
THK Schrauben und Wellen, Präzision und Zuverlässigkeit
Die Kugelumlaufspindel ist ein hochpräzises mechanisches System, bei dem zwischen der Gewindespindel und der Mutter mit konkavem Gewinde Stahlkugeln eingelegt werden, die in einem spiralförmigen Kanal gleiten. Diese Kugeln dienen dazu, Gleitreibung in Wälzreibung umzuwandeln, was die Energieverluste verringert und die Effizienz verbessert. Der spiralförmige Schlitz hat einen halbkugelförmigen Querschnitt, behält jedoch das gleiche Gewindespiel bei, jedoch mit einem leicht größeren Durchmesser, was eine flüssige und stabile Bewegung ermöglicht.
Es handelt sich um das verbreitetste Mechanismus zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Translatorbewegung, betrachtet als die Weiterentwicklung der traditionellen Spindel-Mutter: Sie bietet höhere Präzision, lange Lebensdauer und einen hohen Wirkungsgrad (ca. 90%).
THK entwirft und produziert eine umfassende Palette von Kugelumlaufspindeln, die sowohl mit der Technologie „Caged Ball“ (eingekäfigte Kugeln) verfügbar ist, die Reibung und Geräuschpegel reduziert, als auch mit der traditionellen Vollfüll-Technologie.
Zusätzlich umfasst das Sortiment auch die präzisen Rillenschappen BNS, die in einer einzigen Komponente Dreh- und Translatorbewegung integrieren und eine kompakte und äußerst effiziente Lösung für zahlreiche industrielle Anwendungen bieten.
THK Kugelumlaufspindeln [[button text="Ein Angebot anfordern" action="schnellangebot" icon="file-pen" hidden="THK Kugelumlaufspindeln" size="sm"]]
Serie EBB/EPB
Kugelumlaufspindeln
Kugelumlaufspindeln gemäß ISO 3408 (DIN 69051)
Die Kugelumlaufspindeln, hergestellt nach DIN-Norm, gewährleisten hohe Präzision und Effizienz beim Bewegungsübergang. Während des Betriebs rollen die Kugeln beim Lastaufbau zwischen der Spindel und der Mutter und nehmen die axiale Last auf; danach werden sie durch eine Nut mit integriertem Deflektor in der Schnecke umgeleitet, um dann in die benachbarte Bahn zurückzukehren und in den beladenen Bereich zurückzugelangen. Dieser geschlossene Kreislauf ermöglicht den Kugeln eine kontinuierliche Drehbewegung, wodurch Reibung und Verschleiß reduziert werden.
Verfügbare Preload-Methoden:
- EBB: dimensionale Auswahl der Kugeln (kalibrierter Durchmesser)
- EPB: Versatz zwischen Spindel und Mutter
Verfügbar in Präzisionsklasse P5, ideal für Anwendungen, die hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit erfordern.
Serie HBN
Kugelumlaufspindeln mit umschlossenen Kugeln
Kugelumlaufspindeln für hohe Lasten – Modell HBN mit Technologie für umschlossene Kugeln
Die Kugelumlaufspindel HBN, konzipiert für hohe Lasten, weist eine optimierte Innenstruktur auf, die die Nennlastkapazität im Vergleich zu herkömmlichen Spindeln erhöht.
Hauptmerkmale:
- Kugelschutzkäfig: eliminiert Kollisionen und Reibungen, verbessert die Schmiermittelretention.
- Längere Betriebsdauer: verlängerte Lebensdauer mit weniger Geräuschentwicklung und reduzierten Drehmomentvariationen.
- Verstärktes Rücklaufsystem: Kugelbewegungen in fast tangentialer Richtung, DN-Werte bis zu 130.000.
- Hohe Leistung: ideal für Anwendungen mit hohen Lasten und intensiven Zyklen.
- Reduzierter Wartungsaufwand: längere Wartungsintervalle, auch bei häufigem Einsatz.
Serie SBK/SBN
Kugelumlaufspindeln mit umschlossenen Kugeln
Die Kugelumlaufspindeln mit Technologie für umschlossene Kugeln und verstärktem Rücklaufkanal sind so konzipiert, dass sie hohe Übersetzungsgeschwindigkeiten gewährleisten.
Die Version SBK verwendet einen quadratischen Schritt (der Schritt entspricht dem Durchmesser der Kugel) und ermöglicht Geschwindigkeiten von über 2 m/s.
Die Hochgeschwindigkeits-Kugelumlaufspindel SBN ist mit der Technologie der umschlossenen Kugeln ausgestattet, die Kollisionen und Reibung zwischen den Kugeln eliminiert und die Schmierlebensdauer verbessert. Dadurch werden geringer Geräuschpegel, ausgezeichnete Drehmomentmerkmale und lange Betriebseinsätze ohne Wartung erreicht.
Durch die Verstärkung des Rücklaufrohrs und die Optimierung des tangentialen Eintritts und Austritts der Kugeln konnte ein DN-Wert von 130.000 erreicht werden. Darüber hinaus ermöglicht der durch den Schrittversatz in der Mitte der Schnecke erzeugte Preload eine kürzere und kompaktere Schnecke im Vergleich zur doppelten Version, wo der Preload stattdessen mit einem Mittelring erzeugt wird.
In der SBK Hochgeschwindigkeitsversion werden die Kugeln von einem Käfig in gleichmäßigen Abständen gehalten, der Kollisionen und Reibungen eliminiert und eine hohe Schmiermittelretention gewährleistet. Dies führt zu geringer Geräuschentwicklung, reduzierten Schwingungen bei hohen Geschwindigkeiten und einem langfristig wartungsfreien Betrieb. Darüber hinaus ermöglicht die optimierte Rücklaufstruktur mit Austritt aus dem Gewinde und Eintritt in den Kanal in tangentialer Richtung einen DN-Wert von 210.000.
Serie BLR/DIR
Kugelumlaufspindeln
Das Modell BLR ist eine Kugelumlaufspindel, bei der die Umlaufmutter mit einem Wälzlager integriert ist. Dies ist ein schrägverzahntes Lager mit einem Kontaktwinkel von 60°, welches eine hohe Anzahl von Kugeln beherbergt und eine hohe axiale Steifigkeit gewährleistet. Das Modell BLR ist in zwei Versionen erhältlich: Präzisionskugelspindel und gewalzte Kugelspindel.
Die Kugelumlaufspindel DIR stellt hingegen die Standardversion dar, bei der eine einfache Kugelumlaufspindel mit einem Wälzlager integriert ist. In diesem Modell fungiert die Mutter als Umlaufmechanismus über Deflektoren: Die Kugeln bewegen sich durch die Nut des im Mutter montierten Deflektors, gelangen in die benachbarte Bahn und kehren in den Lastbereich zurück, wodurch ein kontinuierlicher Rollzyklus abgeschlossen wird.
Die Preload in der Version DIR wird durch Schrittversatz erzeugt, was mehr Gänge in das rechte und linke Gewinde in der Mitte der Mutter einbringt. Damit wird die axiale Transparenz unter Null (Preload) eingestellt, was eine kompaktere und flüssigere Bewegung im Vergleich zur traditionellen doppelten Mutter ermöglicht (bei der ein Mittelring erforderlich ist).
Das Wälzlager integriert zwei Reihen von schrägverzahnten Lagern vom Typ DB mit einem Kontaktwinkel von 45°, um den Preload zu gewährleisten. Darüber hinaus ist der Flansch für die Montage der Riemenscheibe direkt in der Kugelumlaufmutter integriert.
Serie BNS
Kugelumlaufspindeln
Das einzigartige Spindelmodell kombiniert die Aktion einer Kugelumlaufspindel mit einer Nutspindel. Durch die Integration von zwei Schnecken auf der Spindel wird eine drehende Bewegung erzeugt, wenn die Schnecken sich ohne relative Drehung bewegen; bei relativer Drehung entstehen hingegen roto-translatorische Bewegungen.
Da die Kugelumlaufmutter mit einem Wälzlager integriert ist, ist die Einheit extrem präzise und kompakt. Zusätzlich sichert die geringe Trägheit des leichten Muttern einen hohen dynamischen Reaktionsgrad.
Das Wälzlager an der Kugelumlaufspindel hat einen Kontaktwinkel von 60° der axialen Richtung, während das an der Nutspindel einen Kontaktwinkel von 30° in der Momentenrichtung aufweist, was eine sehr stabile Lagerung des Baumes garantiert. Eine spezielle Gummidichtung, die serienmäßig bereitgestellt wird, verhindert das Eindringen von Fremdkörpern. Die Kugelumlaufspindel ist außerdem sehr leicht zu installieren: Sie muss nur mit Bolzen an dem Gehäuse befestigt werden (geeignete Toleranz für den inneren Durchmesser des Gehäuses: H7).
Dieses System ermöglicht es, drei Bewegungsarten mit einer einzigen Spindel auszuführen:
- Drehbewegungen
- Lineare Bewegungen
- Spiralbewegungen
Dank dieser Eigenschaften ist das System besonders geeignet für Maschinen, die eine Kombination von drehenden und linearen Bewegungen erfordern, wie z.B. der Z-Achse von SCARA-Robotern, die Montageroboter, die automatischen Lader und die ATC-Systeme für Bearbeitungszentren.
Serie SDA-V/SDAN-V
Kugelumlaufspindeln
Dieses Spindelmodell ist für den Bau von kompakten Hochgeschwindigkeitsmaschinen konzipiert, und gewährleistet stabile und zuverlässige Leistungen auch unter verlängerten Betriebsbedingungen.
Die Kugeln werden in tangentialer Richtung geführt, wodurch eine maximale Drehzahl von 5.000 min⁻¹ und ein DN-Wert von bis zu 160.000 erreicht wird.
Das Drehmoment bleibt auch während längerer Hochgeschwindigkeitsbetriebszeiten stabil, was Kontinuität und Präzision gewährleistet.
Die neu konzipierten Rücklaufkomponenten ermöglichen eine optimierte Rücklaufstruktur, die die Effizienz des Systems verbessert und Vibrationen sowie Verschleiß reduziert.
Die Größen der Mutter entsprechen den DIN 69051-5 Standards, was Kompatibilität und einfache Integration in bestehende Projekte gewährleistet.
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