Vorschubantriebe Kupplungsauswahl hängt vom Gesamtsystem ab

Autor / Redakteur: Johannes Deister / Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

Bei der Auswahl einer Kupplung für hochdynamische Vorschubantriebe mit Kugelrollspindel muss unbedingt auch das Gesamtsystem betrachtet werden. So bewirkt beispielsweise eine extrem hohe Steifigkeit einer Kupplung nicht zwangsläufig auch eine wesentlich höhere Steifigkeit des Gesamtsystems.

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Vorschubantriebe in Werkzeugmaschinen, Portalrobotern und anderen Handlingeinheiten müssen insbesondere eine hohe Dynamik und exakte Positionierung gewährleisten. In letzter Zeit wird von Anwenderseite auch verstärkt eine hohe Energieeffizienz der Antriebe gefordert. Um diese Anforderungen erfüllen zu können, ist es für den Konstrukteur von Vorteil, wenn er aus einem großen Angebot eines Herstellers die passende spielfreie Kupplung ermitteln kann – denn die Wahl der richtigen Kupplung hat maßgeblichen Einfluss auf das Gesamtsystem. Hierbei sind die Kupplungsparameter Steifigkeit, Dämpfung und Massenträgheitsmoment von entscheidender Bedeutung.

Bei KTR stehen für diese Fälle spielfreie Klauenkupplungen, Stahllamellenkupplungen und Metallbalgkupplungen zur Wahl. Die spielfreie drehelastische Klauenkupplung Rotex GS hat sich dabei über Jahre für Vorschubantriebe mit Kugelrollspindel bewährt und kann als der Standard im Bereich Positioniertechnik bezeichnet werden.

Drehsteifigkeit wird an das Gesamtsystem angepasst

In der Vergangenheit war es Stand der Technik, durch eine möglichst hohe Steifigkeit jeder einzelnen Komponente auch eine hohe Steifigkeit des Gesamtsystems zu erreichen. Dabei wurden aber die möglichen Nachteile für geregelte Antriebe oftmals nicht beachtet. Heutzutage werden dagegen Kupplungen eingesetzt, die eine dem Gesamtsystem angepasste Drehsteifigkeit haben. Für den überwiegenden Teil der Lineareinheiten mit Kugelrollspindel kann dafür das spielfreie drehelastische System Rotex GS gewählt werden, das bei ausreichender Drehsteifigkeit eine zusätzlich für die Regelung positive mechanische Dämpfung in das System bringt. Metallbalg- und auch Stahllamellenkupplungen, wie die Toolflex- und Radex-NC-Ausführungen, weisen im Vergleich zu den spielfreien, aber drehelastischen Klauenkupplungen eine bis zu 10-fach höhere Drehsteifigkeit auf. Dass die geringere Drehsteifigkeit der Rotex GS zumeist nicht nachteilig ist, beweisen erfolgreichen Einsätze in der Praxis und Empfehlungen von verschiedenen Servomotorenherstellern. Warum dies so ist, zeigt das folgende Beispiel.

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