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Steinmeyer

Wie genau muss ein Kugelgewindetrieb sein?

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Kaum spürbare Reibung

Als auffallendsten Unterschied zu konventionellen Kugelgewindetrieben nennt Steinmeyer die kaum spürbare Reibung, die eine massiv reduzierte Vorspannung vermuten läßt. Vergleicht man jedoch die Werte der Mutternsteifigkeit, dann wird deutlich warum diese Technik nach dem Wirkungsgrad „ETA+“ genannt wurde: bei nur einem Drittel der Reibung erzielt die ETA+-Kugelspindel eine Steifigkeit, die gegenüber der konventionellen Technik um rund 50% verbessert ist. Dies macht eine höhere Achsbeschleunigung und höheren Ruck möglich.

Fast kein Umkehrfehler

Fast noch wichtiger ist aber laut Steinmeyer – zumindest auf den zweiten Blick – das fast völlige Fehlen eines Umkehrfehlers. Der ETA+-Kugelgewindetrieb reagiert auf jede Drehbewegung, gleich in welcher Richtung und mit welchem Verfahrweg, mit einer exakt proportionalen Axialbewegung, wird erklärt. Dadurch können Regelabweichungen drastisch reduziert werden, wie man leicht an einem Kreisformdiagramm ablesen kann: Der „Überschwinger“ beim Quadrantenübergang ist plötzlich kein Problem mehr. Auch der Schleppfehler ist generell auf einen Bruchteil reduziert.

Die Möglichkeiten, die sich damit auftun, sind laut Steinmeyer vielfältig. Kleinerer Schleppfehler bedeutet ruhigerer Lauf der Achse und damit sicht- und messbar bessere Werkstückoberflächen. Kleiner Schleppfehler in Verbindung mit höheren Verstärkungen bedeutet aber auch höhere mögliche Vorschübe bei der Bearbeitung von Freiformflächen oder bei der Unrundbearbeitung.

Statische Betrachtung stößt an Grenzen

Die Diskussion des Regelverhaltens von Kugelgewindetrieben beschränkte sich bisher hauptsächlich auf die Definition von Toleranzgrenzen für das Reibmoment. Steifigkeiten wurden allenfalls statisch über die Einfederung des stehenden Kugelgewindetriebes unter Last betrachtet – oft nur in Druckrichtung. Doch auch Zug-/Druckversuche wurden bisher nur am gegen Drehung blockierten Kugelgewindetrieb durchgeführt.

Der Erfolg, den die Technik ETA+ am Markt hat, so Steinmeyer, zeigt aber die Grenzen dieser statischen Betrachtungsweise auf. Kugelgewindetriebe müssen als Teil des Regelkreises sich „formelkonform“ verhalten: Jede Drehbewegung muss unabhängig von Last und Geschwindigkeit, und unabhängig von vorangegangenen Bewegungen, zu einer exakt vorausberechenbaren Axialbewegung führen. Dies ist nach Einschätzung von Steinmeyer ein zukünftig nicht mehr zu vernachlässigendes Qualitätsmerkmal.

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