Bei Schlittenantrieben punktet der hydrostatische Gewindetrieb

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Kugelgewindetrieb mit vielen Nachteilen

Mit Kugelgewindetrieben sind speziell aufgrund der Kugelumlenkung bei akzeptabler Lebensdauer keine hohen Beschleunigungen, extremen Drehzahlen und oszillierenden Bewegungen möglich. Der Kugelgewindetrieb hat nur minimale Dämpfung und verschleißt, wodurch positionsabhängige Unterschiede bei Reibung, Steifheit und Umkehrsprung des Reibmoments entstehen. Im Crash-Fall können auf den Laufbahnen Kugeleindrücke entstehen, die den vorzeitigen Austausch der Kugelgewindespindel erzwingen.

Außerdem tritt aufgrund der Vorspannung der Mutter bei Umkehr der Bewegungsrichtung ein deutlicher Momentensprung auf. Das Reibmoment von Kugelgewindetrieben variiert durch den Kugelein- und -auslauf. Aufgrund dieses Momentensprungs und dessen unterschiedlicher Höhe sind eine präzise Lageregelung, das definierte Verfahren kleiner Wege und das Verfahren mit sehr geringer Geschwindigkeit mit einem Kugelgewindetrieb nur bedingt möglich.

Beschleunigung beim hydrostatischen Gewindetrieb nicht eingeschränkt

Alle diese Nachteile gibt es beim hydrostatischen Gewindetrieb nicht. Die Beschleunigung ist in der Hydrostatik nicht eingeschränkt und die Hydrostatikmutter kann für jede Anwendung durch Anpassung der Ölviskosität, des Druckes und des Durchflusses optimal ausgelegt werden. Der hydrostatische Gewindetrieb ist verschleißfrei, langsame Bewegungen auch unter hoher Last und oszillierende Bewegungen sind bei höchsten Frequenzen kein Problem.

Die Dämpfung von Wegschwingungen durch die Hydrostatikmutter ist hervorragend. Die Crash-Sicherheit ist weit höher als beim Kugelgewindetriebe, jedoch kann auch der hydrostatische Gewindetrieb durch Crash beschädigt werden.

Wie Messungen des Instituts für Werkzeugmaschinen und Betriebstechnik (WBK) an der Universität Karlsruhe gezeigt haben, ist die Steifheit des hydrostatischen Gewindetriebs deutlich höher als bei vergleichbaren Kugelgewindetrieben. Sie verändert sich nicht durch Verschleiß. Trotzdem ist die Reibung des hydrostatischen Gewindetriebs sehr klein und vor allem proportional zur Drehgeschwindigkeit, wodurch bei Umkehr der Drehrichtung keinerlei Momentensprung auftritt.

Servomotor muss bei geringer Geschwindigkeit keine Reibung mehr überwinden

Werden an den Enden des hydrostatischen Gewindetriebs hydrostatische Lager eingesetzt und wird der Schlitten hydrostatisch geführt, so hat der Servomotor bei geringer Schlittengeschwindigkeit sowie bei Umkehr der Bewegungsrichtung keine Reibung zu überwinden. Das hydrostatische Antriebs- und Führungssystem ermöglicht damit auch das schrittweise und oszillierende Verfahren des Schlittens um Bruchteile von Mikrometern und das präzise extrem langsame Verfahren unabhängig von der Belastung.

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