Kugelschienenführungen

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1 Kugelschienenführungen mit Zahnstange The Drive & Control Company R310DE 2217 ( )

2 2 Bosch Rexroth AG Linear Motion and Assembly Technologies KSF Zahnstange R310DE 2217 ( ) Lineare Bewegungstechnik Kugelschienenführungen Standard-Schienenführungen Super-Schienenführungen Schienenführungen mit Führungswagen aus Aluminium Hochgeschwindigkeits-Schienenführungen Korrosionsbeständige Schienenführungen Breite Schienenführungen Schienenführungen mit integriertem Messsystem Klemm- und Bremselemente für Kugelschienenführungen Zahnstangen für Kugelschienenführungen Miniatur-Schienenführungen Laufrollenführungen Rollenschienenführungen Standard-Schienenführungen Breite Schienenführungen Schwerlast-Schienenführungen Schienenführungen mit integriertem Messsystem Klemm- und Bremselemente für Rollenschienenführungen Zahnstangen für Rollenschienenführungen Kugelbüchsenführungen Kugelbüchsen, Linear-Sets Wellen, Wellenunterstützungen, Wellenböcke Kugelrollen Traditionelle technische Teile Kugelgewindetriebe Linearsysteme Linearschlitten Kugelgewindetrieb Zahnriementrieb Linearmodule Kugelgewindetrieb Zahnriementrieb Zahnstangentrieb Pneumatikantrieb Linearmotor Compact-Module Kugelgewindetrieb Zahnriementrieb Linearmotor Mehrachs-Bewegungssysteme Präzisionsmodule Kugelgewindetrieb Schienenführungstische Kugelgewindetrieb Linearmotor Steuerungen, Motoren, elektrisches Zubehör Elektrozylinder

3 R310DE 2217 ( ) KSF Zahnstange Linear Motion and Assembly Technologies Bosch Rexroth AG 3 Kugelschienenführungen mit Zahnstange Lineare Bewegungstechnik 2 Kugelschienenführungen mit Zahnstange 3 Produktübersicht 4 Kombinationsmöglichkeiten mit Profilen 5 Anwendungsbeispiele 6 Kombinationsmöglichkeiten 8 Zahnstange schrägverzahnt 10 Servo Hochleistungsgetriebe mit einstellbarem Zahnspiel 12 Schmierung und Berechnung des Zahnstangenantriebs 16 Montage des Zahnstangenantriebs 18

4 4 Bosch Rexroth AG Linear Motion and Assembly Technologies KSF Zahnstange R310DE 2217 ( ) Produktübersicht Zahnstange Nut- Form schrägverzahnt für alle Kugelführungswagen Nur Zahnstangen und Führungswagen der gleichen Größe kombinierbar. Zahnstangen Größe Kugelschienenführungen Größe Führung und Zahnstange können auf Profilsystem montiert werden. Auf Wunsch liefern wir Linearmodule mit Zahnstangenantrieb. Siehe Katalog Linearmodule Die Zahnstangen mit Ritzelantrieb sind eine Ergänzung zu den Kugelschienenführungen.

5 R310DE 2217 ( ) KSF Zahnstange Linear Motion and Assembly Technologies Bosch Rexroth AG 5 Kombinationsmöglichkeiten mit Profilen Kugelsschienenführung und Zahnstange Montiert auf Profil 100 x 100 Montiert auf Profil 90 x 90 Größe 35 Größe 30 Größe 25

6 6 Bosch Rexroth AG Linear Motion and Assembly Technologies KSF Zahnstange R310DE 2217 ( ) Anwendungsbeispiele 1 Zahnstange 2 Ritzel 3 Schrumpfscheibe

7 R310DE 2217 ( ) KSF Zahnstange Linear Motion and Assembly Technologies Bosch Rexroth AG 7 Ritzel Schrumpfscheibe Motor Kupplung Getriebe

8 8 Bosch Rexroth AG Linear Motion and Assembly Technologies KSF Zahnstange R310DE 2217 ( ) Kombinationsmöglichkeiten Normalmodul Zahnstange Ritzel Größe Materialnummer Länge Materialnummer Ausführung 1,5 25 R R z = 20 Bund d = 24 R R z = 25 Bund d = 24 Schrumpfscheibe Materialnummer R D = 24 R R z = 25 Schaft d = 25 R D = R R R z = 20 Bund d = 36 R z = 25 Bund d = 36 R D = 36 R R R R z = 25 Schaft d = 28 R D = 36 R

9 R310DE 2217 ( ) KSF Zahnstange Linear Motion and Assembly Technologies Bosch Rexroth AG 9 Getriebe Achsabstand Materialnummer Untersetzung Kupplung Materialnummer Motor Materialnummer Kundenanbauten z.b. Wellen, Lagerungen, Riemenvorgelege, Getriebe, Motor a 0 = 50 R i = 4,75 R i = 6,75 R i = 9,25 R i = 14,5 R i = 19,5 R i = 39,0 R dw = 19 R MKD 71B Kundenanbauten z.b. Wellen, Lagerungen, Riemenvorgelege, Getriebe, Motor a 0 = 63 für Motor M.. 71 a 0 = 63 für Motor M.. 90 R i = 4,75 R i = 6,75 R i = 9,25 R i = 14,5 R i = 19,5 R i = 39,0 R i = 4,75 R i = 6,75 R i = 9,25 R i = 14,5 R i = 19,5 R i = 39,0 R dw = 19 R dw = 24 R MKD 71B R MKD 90B

10 10 Bosch Rexroth AG Linear Motion and Assembly Technologies KSF Zahnstange R310DE 2217 ( ) Zahnstange schrägverzahnt Zahnstange Nut- Form schrägverzahnt Induktiv gehärtet und geschliffen. Qualität 6 für alle Kugelführungswagen Ritzel schrägverzahnt mit Bund Verzahnung gehärtet (HRC 58±2), Verzahnung, Bohrung und Bund geschliffen. Qualität 6H24. Ritzel schrägverzahnt mit Schaft Allseits einsatzgehärtet (HRC 58±2), Verzahnung und Schaft geschliffen. Qualität 6H24. Zahnstange schrägverzahnt Größe Maße [mm] Materialnummer Gewicht L m t H1 H2 T T1 p t B1 (B2) B3 B4 B5 S5 [kg] , , ,5 22,4 21,6 23,1 45,5 7 R , , , ,5 22,4 21,6 23,1 45,5 7 R , , , ,5 22,4 21,6 23,1 45,5 7 R , , ,5 22,47 25, R , , ,5 22,47 25, R , , ,5 22,47 25, R , , ,15 30,85 33, R , , ,15 30,85 33, R , , ,15 30,85 33, R ,0 Ritzel schrägverzahnt mit Bohrung und Bund Modul m t : 1,59 mm für Zahnstange Gr. 25, m n : 1,5 Maße [mm] Anzahl Zähne Gewicht [kg] p t da d b B dp d B H6 h ,8 31,831 17, R , ,8 39,789 17, R ,164 Modul m t : 3,18 mm für Zahnstange Gr. 30 und Gr. 35, m n : 3 Maße [mm] Anzahl Zähne Materialnummer Materialnummer Gewicht [kg] p t da d b B dp d B H6 h ,7 63, R , ,6 79, R ,860 Kundenseitige Antriebswelle für Ritzelausführung mit Bohrung und Bund kombiniert mit Schrumpfscheiben. Für eine sichere Drehmomentübertragung darf das Fügespiel zwischen kundenseitiger Welle und Bohrung nicht mehr als 0,017 mm betragen. Hierzu muss die Welle mit einer Toleranz von j6 gefertigt werden

11 R310DE 2217 ( ) KSF Zahnstange Linear Motion and Assembly Technologies Bosch Rexroth AG 11 (B2) øs5 H1 H2 ødb ødp ød øda B3 B5 B4 B b mit Bohrung und Bund T1 T T1 L ødn øds B b ba ød øda mit Schaft pt B1 Ritzel schrägverzahnt mit Schaft für Schneckengetriebe Modul m t : 1,59 mm für Zahnstange Gr. 25, m n : 1,5 Anzahl Maße [mm] Zähne Gewicht [kg] p t da d b ba d S B d N j ,8 39,789 17, R ,622 Modul m t : 3,18 mm für Zahnstange Gr. 30 und Gr. 35, m n : 3 Anzahl Maße [mm] Zähne Materialnummer Materialnummer Gewicht [kg] p t da d b ba d S B d N j ,6 79, R ,598 Anzahl Maximal übertragbare Momente M max [Nm] Zähne Modul 1,59 mm Modul 3,18 mm Modul 3,18 mm ZS 1) Gr. 25 ZS 1) Gr. 30 ZS 1) Gr. 35 P t = 5 P t = 10 P t = ) Zahnstange

12 12 Bosch Rexroth AG Linear Motion and Assembly Technologies KSF Zahnstange R310DE 2217 ( ) Servo Hochleistungsgetriebe mit einstellbarem Zahnspiel Diese Hochleistungs-Schneckengetriebe sind speziell für den Betrieb mit AC- und DC-Servomotoren neuer Generation entwickelt worden. Folgende Merkmale zeichnen die Hochleistungs-Getriebe aus: spielarme Verzahnung (Spiel <2 ) mit Nachstellmöglichkeit bis zu 70 % höhere Belastungswerte Gehäuse aus Leichtmetall für optimale Wärmeabfuhr robuste Kegelrollen-Lagerung der Abtriebs-Hohlwelle für hohe Zusatzkräfte Die Zahnform ist so optimiert, dass eine Nachstellung des Verzahnungsspiels durch einfache Veränderung des Achsabstandes mittels Exzenterflanschen möglich ist. Der Einsatz geschliffener, rechtssteigender Schnecken und eines Schneckenrades aus Spezial- Schneckenradbronze gewährleisten in Verbindung mit einer Tauchschmierung (synthetisches Spezialöl) gewährleistet neben einem hohen Wirkungsgrad auch einen ruhigen Lauf in beiden Drehrichtungen und eine lange Lebensdauer. Das allseitig bearbeitete Gehäuse mit seinen vielen Befestigungs- und Gewindebohrungen erlaubt die Montage in jeder beliebigen Einbaulage. Die Forderung nach einer absolut kraftschlüssigen und weitgehend torsionsfreien Verbindung zwischen Getriebe und Abtriebswelle, insbesondere bei intermittierendem Betrieb, wird durch eine neue Getriebeausführung für Schrumpfscheibenbefestigung der Abtriebswelle erfüllt. Eine Spezialkupplung gewährleistet einen spielfreien Kraftfluss vom Antriebsmotor zum Servogetriebe. Auf der Getriebeseite greift eine Innenverzahnung auf die längsballig verzahnte Antriebswelle, motorseitig wird die glatte Antriebswelle mit Ringfeder - Elementen fest verspannt. Materialnummern Übersetzung i Achsabstand a 0 = 50 mm Achsabstand a 0 = 63 mm für Servomotor M.. 71 für Servomotor M.. 71 für Servomotor M.. 90 Materialnummer J red Materialnummer J red Materialnummer J red [10-4 kgm 2 ] [10-4 kgm 2 ] [10-4 kgm 2 ] 4,75 R ,4830 R ,8560 R ,8560 6,75 R ,4140 R ,3720 R ,3720 9,25 R ,3490 R ,9825 R , ,50 R ,2800 R ,9590 R , ,50 R ,1960 R ,6940 R , ,00 R ,2310 R ,0100 R ,0100

13 R310DE 2217 ( ) KSF Zahnstange Linear Motion and Assembly Technologies Bosch Rexroth AG 13 Maße b a 3 r m S 1 t S c a 1 a 0 h G e P p D d i m g x y l a a 2 f b 1 Achsabstand für Maße [mm] Gewicht Motor a a 1 a 2 a 3 b b 1 c d D e f g G h i l m p P r S S 1 t x y a 0 h8 G7 H6 h8 [kg] 50 M , M M8x ,0 ±0,12 63 M , M M10x ,0 ±0,2 63 M , M M10x ,5 ±0,2

14 14 Bosch Rexroth AG Linear Motion and Assembly Technologies KSF Zahnstange R310DE 2217 ( ) Servo Hochleistungsgetriebe mit einstellbarem Zahnspiel Auswahl- und Belastungstabelle für Servo Hochleistungsgetriebe Tabellenwerte basieren auf der Verschleiß- bzw. Flankengrenzleistung bei h Volllast und dem Einsatz im Servo-Betrieb. Bei Volllast-Dauerbetrieb muss unter Umständen die Temperatur-Grenzleistung berücksichtigt werden! (Gegebenenfalls bitte Rücksprache) a Antriebsdrehzahl n 1 [min -1 ] η 0 i T 2max bei P 1 T 2 P 1 T 2 P 1 T 2 P 1 T 2 P 1 T 2 P 1 T 2 P 1 T [kw] [Nm] [kw] [Nm] [kw] [Nm] [kw] [Nm] [kw] [Nm] [kw] [Nm] [kw] [Nm] [Nm] 50 4, , , , , , , , ,92 6, , , , , , , , ,91 9, , , , , , , , ,89 14, , , ,5 65 0, , , , ,83 19, , , , , , , , ,81 39, , , , , , , , , , , , , , , , ,92 6, , , , , , , ,91 9, , , , , , , ,90 14, , , , , , , ,84 19, , , , , , , ,83 39, , , , , , , ,73 T 2max. = statistisches Drehmoment gegen Zahnbruch P 1 = Antriebsleistung in kw T 2 = Abtriebsmoment in Nm Spezialkupplungen für Motor/Getriebe Drehstarre Ausführung, nitriert, vormontiert für Motorwelle ohne Passfeder. Getriebeseite Motorseite l 1 l 2 d 1 D 1 D 2 Bohrung auf Getriebeseite, spielarmes Zahnnabenprofil analog DIN 5480 zum Aufschieben Bohrung auf Motorseite mit Ringfederelementen als Klemmverbindung. L 2 l 3 d 2 L 1 G Referenzdurchmesser Materialnummemomendrehmoment Maße [mm] Trägheits- Anzieh- Gewicht d 1 d 2 D 1 D 2 l 1 l 2 l 3 L 1 L 2 G J red [10-4 kgm 2 ] [Nm] [kg] R x1,25x x M5 0, ,40 R x1,25x x M5 0, ,45 R x1,25x , ,5 59,5 4 x M6 2, ,75

15 R310DE 2217 ( ) KSF Zahnstange Linear Motion and Assembly Technologies Bosch Rexroth AG 15 Schrumpfscheiben-Spannsätze für Abtriebswellen Lieferung erfolgt als kompletter Satz J red = J i 2 L 2 L 1 D d 2 d 1 Materialnummemomenmoment Maße [mm] Trägheits- Anzugs- Gewicht d 1 d 2 D L 1 L 2 G J [10-4 kgm 2 ] [Nm] [kg] R ,5 21 6xM5 1, ,20 R xM5 1, ,30 R xM6 4, ,40 Maße AC-Servomotoren MKD 71B-N-061 KG1 Materialnummer R MKD 90B-N-047 KG1 Materialnummer R Ø95 j6 Ø19 k6 130 Ø110 j6 Ø24 k , Motordaten AC-Servomotoren Motor MKD 71B MKD 90B Maximale Nutzdrehzahl n max [min -1 ] Nennmoment M N [Nm] 8 12 Maximales Drehmoment M max [Nm] Massenträgheitsmoment J M + J Br [10-6 kgm 2 ] Haltemoment Bremse M Br [Nm] 5 11 Masse mit Bremse m Br [kg] 9,42 15,10 siehe Katalog Steuerungen, Elektrisches Zubehör RD

16 16 Bosch Rexroth AG Linear Motion and Assembly Technologies KSF Zahnstange R310DE 2217 ( ) Schmierung und Berechnung des Zahnstangenantriebs Schmierung des Zahnstangenantriebs Die Verzahnung der Zahnstange ist nach jeweils ca. 8 Betriebsstunden einzufetten. Für Einheiten die unter erschwerten Einsatzbedingungen arbeiten, sind die Schmierintervalle zu verkürzen. Schmutz und alte Fettreste von Zahnstangen und Ritzeln entfernen. Schmierstoffe für Zahnstange Empfohlene Schmierstoffe für Filzzahnradschmierung: Klüber Microlube GB 0 Klüber Structovis AHD Weitere Schmierstoffe: Rexroth Dynalub 520 Empfohlene Schmierstoffe für Pinselschmierung/Handschmierung: Klüber Microlube GB 0 Weitere Schmierstoffe: Rexroth Dynalub 510 Materialnummern Bezeichnung nach Konsistenzklasse Temperaturbereich Packungs- Rexroth DIN51825 nach DIN [ C] einheit R Dynalub 510 KP2K 2-20 bis x 400 g R Dynalub 520 KP00P bis x 400 g Schmierstoff für Führungswagen Führungswagen sind werkseitig mit Dynalub 510 befettet. Für die Nachschmierung wird ebenfalls Dynalub 510 empfohlen. Berechnung für Fahrachse für Hubachse F V = F R + m a; [N] F V = ± m g + m a + F R ; [N] F R = Reibkraft aller eingesetzten Führungswagen [N] = F 1 + F 2 m = Bewegte Masse [kg] m g = 9,81 [ s ] a = Beschleunigung m [ ] s 2 M erf = F v d ; [Nm] M zul = M max ; [Nm] 2 k s f Belastungsart k Sicherheitsbeiwert s Antrieb gleichförmig mittlere Stöße starke Stöße 1,1-1,4 Belastungsart k der anzutreibenden Maschine gleichförmig mittlere Stöße starke Stöße 1,00 1,25 1,75 1,25 1,50 2,00 1,50 1,75 2,25 Lebensdauerfaktor f Abstand der Verzahnung von der Lagerung des Ritzels, bezogen auf die Mittellinien. B LZ Lebensdauerfaktor f Lagerabstand B LZ 1 x Zahnbreite 2 x Zahnbreite Umfangsgeschwindigkeit Schmierung Schmierung [m/s] [m/min] kontinuierlich täglich kontinuierlich täglich 0,5 30 0,85 0,95 1,05 1,15 1,0 60 0,95 1,10 1,15 1,30 1,5 90 1,00 1,20 1,20 1,45 2, ,05 1,30 1,25 1,60 3, ,10 1,50 1,40 1,90 5, ,25 1,90 1,55 2,30 Bedingung M erf M zul

17 R310DE 2217 ( ) KSF Zahnstange Linear Motion and Assembly Technologies Bosch Rexroth AG 17 Reibkräfte Kugelführungswagen Reibkräfte F 1, F 2 1. Reibkräfte F 1 Kugelführungswagen in Standardlänge auf Führungsschiene mit Abdeckband Vorspannungsklasse Größe bis ca. 10 µm Vorspannung Vorspannung Vorspannung Spiel 0,02 C 0,08 C 0,13 C [N] [N] [N] [N] 25 13,5 18,5 22,5 26, ,8 21,8 26,8 32, ,8 28,8 34,8 42,8 Kugelführungswagen lang auf Führungsschiene Vorspannungsklasse mit Abdeckband Größe bis ca. 10 µm Vorspannung Vorspannung Vorspannung Spiel 0,02 C 0,08 C 0,13 C [N] [N] [N] [N] 25 13,5 20,5 25,5 30, ,8 23,8 29,8 36, ,8 29,8 37,8 48,8 2. Reibkräfte F 2 F 2 = F x 0,003 [N] F = resultierende äußere Kraft [N] Verzahnungswirkungsgrad für Servo-Schneckengetriebe bei treibender Schnecke und unter Volllast Wirkungsgrad η i = 6,75 i = 9,25 i = 4,75 i = 14,5 i = 19,5 i = Drehzahl [min -1 ] Zusatzbelastungen Abtrieb Die Angaben sind Richtwerte. Kräfte, die sich aus der Verzahnung ergeben sind zu berücksichtigen. Der Kraftangriff wurde auf Mitte Wellenzapfen angenommen. Treten neben hohen Radialkräften gleichzeitig zusätzliche Axialkräfte auf, bitte rückfragen. l FRZ a FaZ Achsabstand Maße Mitte Gehäuse/ Max. Zusatzbelastung Mitte Verzahnung radial axial a l Fr z Fa z [mm] [mm] [N] [N]

18 18 Bosch Rexroth AG Linear Motion and Assembly Technologies KSF Zahnstange R310DE 2217 ( ) Montage des Zahnstangenantriebs Montage Mehrteilige Zahnstangen: Mehrteilige Zahnstangen werden über ein Montagestück montiert. Montagestück Zahnstange schrägverzahnt Montagestücke Größe Materialnummer L m t Zahnstange Montagestück [mm] [mm] ,59 R R ,18 R R ,18 R R Zahnflankenspiel: Einstellung je nach geforderter Genauigkeit. Für normale Anwendungen nicht kleiner als 0,02 mm auf der gesamten Verfahrlänge einstellen. Längenraster n x /320 n x /640 n x / /320

19 R310DE 2217 ( ) KSF Zahnstange Linear Motion and Assembly Technologies Bosch Rexroth AG 19

20 Bosch Rexroth AG Linear Motion and Assembly Technologies Ernst-Sachs-Straße 100 D Schweinfurt, Deutschland Telefon ( ) Telefax ( ) (allgemein) Telefax ( ) (direkt) info.brl@boschrexroth.de Technische Änderungen vorbehalten. Bosch Rexroth AG 2004 Printed in Germany - p 2004/08/10/S Kugelschienenführungen mit Zahnstange R310DE 2217 ( )