Motorbetriebene Leitspindeln

Transkript

1 Schrittmotor-Linearaktuator

2 Kompakte, leistungsstarke, geräuscharme und effiziente Präzisionsprodukte Die Motor-Leitspindeln von kombinieren einen hybriden Schrittmotor mit einer präzisionsgefertigten Leitspindel zu einer kompakten Antriebslösung. Die zum Patent angemeldete TaperLock-Technologie erlaubt ein schnelles Lösen des Motors und gewährleistet sichere, korrekt ausgerichtete Verbindungen. Diese Kombination bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Lösungen. Erhöhte Drehmomentdichte Die Motor-Leitspindeln von bieten eine höhere Drehmomentdichte als andere Lösungen. Durch Optimierung der Motorleistung und Kombination mit einer perfekt dazu passenden Spindel/Mutter-Konstruktion ist es den - Ingenieuren gelungen, die Traglast bei unveränderter Motorgröße um bis zu 30 % zu erhöhen. Erhöhter Wirkungsgrad Die Lösung von bietet einen deutlich höheren Wirkungsgrad, sodass der Stromverbrauch sinkt, die Batterie-Lebensdauer steigt und sich die Einbaugröße des Motors reduziert. Dank dieses verbesserten Wirkungsgrads ist je nach Anforderung eine erhöhte Systemleistung oder eine Reduzierung des Stromverbrauchs realisierbar in jedem Fall inklusive einer Senkung der Betriebskosten. Der TaperLock-Vorteil Das zum Patent angemeldete TaperLock-Konzept erlaubt ein schnelles Lösen der Leitspindel vom Schrittmotor. Dennoch ist die Verbindung sicher, robust und selbstausrichtend. Minimierte Geräuschentwicklung optimiert auf Wunsch Ihre Motorkonfiguration und -wicklung, um die Oberschwingungen des Motors zu begrenzen und damit das Motorgeräusch an den Arbeitspunkten Ihrer Anwendung zu senken. 2

3 Die Technologie kurzgefasst Die Motor-Leitspindeln von sind in zwei Grundkonfigurationen erhältlich angetriebene/drehende Spindel (S) und angetriebene/drehende Mutter (N). Bei der S-Ausführung dreht der Motor eine Leitspindel und bewegt damit eine an der Spindelmutter befestigte Last auf linearer Achse. Die N-Ausführung arbeitet mit einer im Motorgehäuse drehenden Mutter. Die Bewegung erfolgt entweder durch Fixierung des Motors und Verschieben der an der Spindelmutter befestigten Last oder durch Fixieren der Mutter und Verschieben einer am Motor befestigten Last. Konfiguration mit angetriebener Spindel (S) Bei der Ausführung mit angetriebener Spindel kommt unser zum Patent angemeldetes TaperLock-Keilsystem zum Einsatz, das die Leitspindel mit der Motorwelle verbindet. Dieses Konzept erlaubt die schnelle Entwicklung von Prototypen, erleichtert die Wartung vor Ort und reduziert die notwendige Lagervorhaltung. Damit eignet sich die Lösung ideal für Anwendungen, bei denen ein größerer Wartungsaufwand zu erwarten ist, häufige Demontagen notwendig sind oder aus anderen Gründen ein einfaches Abnehmen der Spindel wünschenswert ist. Konfiguration mit angetriebener Mutter (N) Die Ausführung mit angetriebener Mutter nutzt unsere gleichfalls vor der Patentierung stehende Integration einer Spindelmutter in den Motorläufer, aus der sich ein größtmöglicher Spindeldurchmesser und damit eine Erhöhung der Traglast ergeben. Ideal geeignet für Anwendungen, bei denen keine Drehbewegung sichtbar ein soll, oder wenn auf beiden Seiten des Motors eine Last bewegt werden muss. 3

4 Der -Vorteil Das -TaperLock Die Befestigung des Motors an der Leitspindel erfordert normalerweise eine Kupplungseinheit (A), eine Presspassung mit Senkbohrung (B) oder eine Hohlwellen-Presspassung (C). Darüber hinaus kann die Montage auch durch Kleben oder Schweißen erfolgen in jedem Fall erschweren oder verhindern alle diese Lösungen den Austausch der Spindel oder das Durchführen von Wartungsarbeiten. hat dieses Problem mit seiner zum Patent angemeldeten TaperLock-Kupplung (D) gelöst, die mit einer einzigen Halteschraube auskommt. A B C D Kupplungseinheit Platzbedarf Begrenzter Hubweg Erhöhte Massenträgheit Erfordert radiale Führungslager Beeinträchtigte Genauigkeit Schubkraft im Vergleich Die speziell abgestimmten Motoren von liefern bis zu 30 % mehr Schubkraft als Lösungen des Wettbewerbs. Sie erhalten eine kompaktere und effizientere Lösung mit derselben Leistungsabgabe. Last zu Geschwindigkeit Presspassung mit Senkbohrung Begrenzter Hubweg Bearbeitung der Spindel Schwierige Montage Rundlauf/Ausrichtungsprobleme Umständlicher Austausch Hohlwellen-Presspassung Bearbeitung der Spindel Schwierige Montage Rundlauf/Ausrichtungsprobleme Umständlicher Austausch TaperLock Hohe Präzision Kein zusätzlicher Platzbedarf Schnell, einfach ausgetauscht Einfache Montage/Ausrichtung Temperaturanstieg im Vergleich bietet Motoren mit höherem Wirkungsgrad, die mehr Drehmoment bei geringerem Wärmeverlust liefern. Sie können mit höherer Aufnahmeleistung bei gesenkter Wärmeabgabe betrieben werden. Temperatur zu Betriebsdauer Last [lbs] Last [N] Motorgehäuse-Temperatur [ F] Motorgehäuse-Temperatur [ C] Lineargeschwindigkeit [Zoll/s (mm/s)] Betriebsdauer [h] Wettbewerber Wettbewerber Die Kennlinien wurden mit einem 1-Stack-Schrittmotor (1,5 A / 2,33 V; 1,8 ; NEMA 17) mit angetriebener Spindel generiert. Der Test erfolgte mit einem Chopper-Verstärker (0,9, 24 VDC) und einer Leitspindel Typ bei einer Umgebungstemperatur von 20 C. 4

5 Anwendungsbeispiele Einsatzbereiche für motorbetriebene Leitspindeln Leitspindeln übersetzen Drehbewegung in Linearbewegung. Schrittmotoren und Leitspindeln ergänzen sich gegenseitig auf ideale Weise. Beide arbeiten, was die Drehzahl, Last und Lebensdauer angeht, innerhalb derselben Spezifikationen. Eine gängige Methode, diese Produkte in einer Anwendung zu kombinieren, basiert auf der Nutzung externer Lagerblöcke und einer Antriebskupplung. Dies ist durchaus akzeptabel, aber nicht der kostengünstigste Ansatz; zudem sind mehr Komponenten und Platzbedarf erforderlich. Die ideale Lösung liegt in einer direkten Kopplung von Spindel und Motor, bei der externe Lager und Kupplung entfallen. Anwendungen mit angetriebener Spindel Eine Lösung mit per Motor angetriebener Spindel empfiehlt sich überall dort, wo es auf eine präzise Linearbewegung ankommt, und wo außenliegende Abstützungen wie Linearlager oder Profilschienen vorhanden sind. Hierzu zählen: Medizinische Geräte X-Y-Stufen 3D-Drucker Anwendungen mit angetriebener Mutter Eine Motor-Leitspindel mit angetriebener Mutter eignet sich für Anwendungen, die eine präzise Linearbewegung benötigen und über einen integrierten Verdrehschutz verfügen. Hierzu zählen: Fluid-/Injektionspumpen HLK-Regelventile Pipettiervorrichtungen CNC-Maschinen 5

6 Anwendungsbeispiele In den folgenden, gängigen Beispielen wird deutlich, dass eine motorbetriebene Leitspindel nicht nur die Anzahl der benötigten Komponenten senkt, sondern auch die Gesamtgröße reduziert sowie die Montage und Wartung deutlich vereinfacht und beschleunigt. 3D-Drucker Innovative Mehrachsen-Drucker sind gerade dabei, die Bereiche des Rapid Prototyping und der Konsumgüter zu revolutionieren. Ein mit einer motorbetriebenen Leitspindel ausgestatteter Drucker bietet die zentralen Konstruktionsvorteile, wie in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt. Der Wegfall von Abstützungen und Kupplungen verbessert das Druckvolumen, während die Anzahl der Bauteile und die Herstellungskosten sinken. Herkömmliches Konzept -Konzept mit Motor-Leitspindel Standard kontra Herkömmliches Konzept -Konzept Hubweg, Z-Achse [mm] XY-Hubweg [mm] Anzahl unterschiedlicher Bauteile Leitspindeln austauschbar Ja Ja Selbstausrichtende Einheit Nein Ja Externe Führungslager erforderlich Ja Nein 6

7 Anwendungsbeispiele Flüssigkeitspumpe Injektionspumpen sind ein wichtiges Segment in der Medizintechnik, deren Konstruktionsvorgaben eine hohe Drehmomentdichte und Effizienz verlangen. Ungeachtet der Montagekonfiguration kann eine Motor-Leitspindel den Pumpendruck erhöhen, die Gerätegröße minimieren und die Flüssigkeit präziser ausgeben. Angetriebene Mutter (Konfiguration N) Weitere Einsatzbereiche Die motorbetriebene Leitspindel liefert mehr Leistung in einem kleineren und einfacher konzipierten Paket. Diese auf einfache Verstellbewegung oder kritische Anwendungen ausgelegte Lösung vermeidet überflüssige Komponenten, erhöht die Hublänge, liefert mehr Axialkraft und senkt den Stromverbrauch. Weitere Einsatzbereiche sind: X-Y-Stufen HLK-Regelventile CNC-Maschinen Pipettieranlagen Roboter Verpackungsanlagen Bildgebung Fokussierlinsen Sanitärtechnik Laserschneiden Angetriebene Spindel (Konfiguration S) Medizinische Bildgebung Wenn es um die Bewegung auf einer Ebene geht, schlägt eine motorbetriebene Leitspindel die Konkurrenz, durch mehr Schubkraft und Verstellweg und einen einfachen Wechsel der Spindel damit ist sie die wartungsfreundlichste Lösung ihrer Art. 7

8 Leitspindelgrößen Zoll-Leitspindeln Hubweg/Vollschritt [Zoll] Steigung [Zoll] Typ und Spindeldurchmesser [Zoll] ML11 ML14 ML17 ML23 0,188 0,250 0,250 0,313 0,375 0, ,0313 0, ,0500 0, ,0625 0, ,0833 0, ,1000 0, ,1250 0, ,1666 0, ,2000 0, ,2500 0, ,4000 0, ,5000 0, ,7500 0, ,0000 Metrische Leitspindeln Hubweg/Vollschritt [mm] Steigung [mm] Typ und Spindeldurchmesser [mm] ML11 ML14 ML17 ML ,005 1,00 0,010 2,00 0,015 3,00 0,020 4,00 0,025 5,00 0,030 6,00 0,040 8,00 0,050 10,00 0,060 12,00 0,100 20,00 Hinweis: Weitere Größen und Steigungen verfügbar Informationen zur Verfügbarkeit von Spindel-Sonderausführungen erhalten Sie von. 8

9 Technische Daten Grundparameter Leitspindel Werkstoff Edelstahl 303 Standardbeschichtung (1) Keine Steigungsgenauigkeit, Standard [µm/300 mm] 250 Steigungsgenauigkeit, Präzision [µm/300 mm] 75 Geradheit [µm/300 mm] 125 Spindelmutter Standard-Werkstoff Innengeschmiertes Acetal Hochleistungs-Werkstoff Innengeschmierter technischer Thermoplast Mutter-Wirkungsgrad (2) [%] 35 bis 85 Typische lineare Laufleistung [km] 250 Motor Baugröße NEMA 11 NEMA 14 NEMA 17 NEMA 23 Schrittweite [ ] 1,8 1,8 1,8 1,8 Max. Axiallast (3) [N] Max. Radialspiel [mm bei N] 0,03 bei 4 Endenspiel [mm bei N] 0,05 bei 9 Konzentrizität, Montagezapfen auf Welle [mm] 0,08 TIR Rechtwinkligkeit, Welle zu Montagefläche [mm] 0,08 TIR Max. Gehäusetemperatur [ C] Lagerungstemperatur [ C] -20 bis 50 Max. Feuchte (nicht-kondensierend) [%] 85 Wickeldraht-Isolierung Klasse B 130 C Isolationswiderstand 100 MOhm bei 500 VDC Durchschlagfestigkeit 500 VAC über 1 Minute Baugruppe Max. Flankenspiel mit Standard-Mutter [mm] 0,25 Max. Flankenspiel mit spielfreier Mutter XC [mm] 0 Rundlauffehler [µm/300 mm] 175 Betriebstemperatur [ C] -10 bis 50 (1) Für optionale Spindelbeschichtungen wenden Sie sich bitte an. (2) Abhängig von der Gewindesteigung. (3) Max. Axiallast bezogen auf Lebensdauer L 10 bei Stunden Dauerbetrieb mit Drehzahlen von 100 bis 300 U/min. 9

10 Spindel-Endenbearbeitung Standard für Ausführungen mit angetriebener Spindel (S) Standard für Ausführungen mit angetriebener Mutter (N) Sonderausführung der Endenbearbeitung* Sonderausführung der Endenbearbeitung* * Dies sind nur zwei Beispiele der alternativ erhältlichen Spindelenden-Sonderausführungen. Weitere Informationen erhalten Sie von. Abmessungen Endenbearbeitung, Zollspindel Spindeldurchmesser [Zoll] Gewindesteigung [Zoll] AD [mm] Empfohlene Lager ID [mm] B [mm] Abmessungen [Zoll] ØD L1 L2 F G ØH L3 GEW 0,188 alle 7 2,5 2,5 692X 0,098 0,098 0,157 0,022 0,120 0,075 0,250 UNC ,250 alle ,157 0,197 0,256 0,020 0,217 0,150 0,250 UNC ,313 alle ,197 0,197 0,276 0,028 0,224 0,189 0,375 UNC ,375 alle ,236 0,236 0,315 0,030 0,266 0,220 0,500 1/4"-20 Abmessungen Endenbearbeitung, metrische Spindel Lager-Artikelnr. Spindeldurchmesser [mm] Gewindesteigung [mm] AD [mm] Empfohlene Lager ID [mm] B [mm] Lager-Artikelnr. Abmessungen [mm] ØD L1 L2 F G ØH L3 GEW 4 alle 7 2,5 2,5 692X 2,50 2,50 4,00 0,56 3,05 1,91 6,35 M3 x 0,5 6 alle ,00 5,00 6,50 0,51 5,51 3,81 6,35 M4 x 0,7 8 alle ,00 5,00 7,00 0,70 5,70 4,80 9,53 M5 x 0,8 10 alle ,00 6,00 8,00 0,76 6,76 5,59 12,70 M6 x 1,0 10

11 Bestellschlüssel Bestellschlüssel ML 23A155 S M S FSS Produkttyp ML = Motorbetriebene Leitspindel 2. Motor-Code (1) xxxyyy = siehe Motortabellen 3. Konfiguration N = angetriebene Mutter S = angetriebene Spindel 4. Leitspindel-Code (2) xyy-zzzz = siehe Spindeltabellen 5. Leitspindel-Länge (Ls) -xxxxx = xx.xxx Zoll (nur für Zoll-Leitspindeln) -xxxxx = xxx.xx mm (nur für metrische Leitspindeln) 6. Steigungsgenauigkeit S = Standard P = Präzision 7. Mutter-Konfigurationscode (3) XXX = angetriebene Mutter, Standardkonfiguration FSS = angetriebene Spindel mit Standard-Flanschmutter FSH = angetriebene Spindel mit Standard-Flanschmutter aus Hochleistungswerkstoff FAS = angetriebene Spindel mit spielfreier Standard-Flanschmutter TAS = angetriebene Spindel mit spielfreier Standard-Gewindemutter 8. Sonderausführungscode (von festgelegt) -001 = Vorgabe (Standardausführung) (1) Die genauen Motorcodes finden Sie in den Motortabellen auf den Produktseiten. Der Code besteht aus zwei Teilen (xxxyyy), wobei xxx die Baugröße und Stack-Anzahl angibt, während yyy für die Stromaufnahme des Motors steht. (2) Die genauen Leitspindelcodes finden Sie in den Spindeltabellen auf den Produktseiten. Der Code setzt sich aus drei Teilen zusammen (xyy-zzzz): x gibt an, ob die Spindel Zoll (kein Buchstabe) oder metrisch ist (M), yy den Durchmesser und zzzz die Gewindesteigung. (3) Konfigurationen mit angetriebener Mutter müssen an dieser Stelle immer den Code XXX aufweisen, während diejenigen mit angetriebener Spindel einen der anderen Codes erfordern. Gewindemuttern in Sondergrößen auf Anfrage erhältlich. Beispiel 1: ML11A051 S S FSS-001 ML11A051 S: NEMA-11-Motor, Single-Stack, 0,51 A, angetriebene Spindel S: Leitspindel mit 0,1875" Durchmesser, 0,1" Steigung, 4" Länge und Standard-Steigungsgenauigkeit. FSS: Flanschmutter, Standardspiel, Standard-Werkstoff. -001: Motor-Leitspindel in Standardkonfiguration. Beispiel 2: ML17B150 N M S XXX-001 ML17B150 N: NEMA-17-Motor, Double-Stack, 1,5 A, angetriebene Mutter. M S: Leitspindel mit 6 mm Durchmesser, 12 mm Steigung, 200 mm Länge und Standard-Steigungsgenauigkeit. XXX: Standardangabe für angetriebene Mutter -001: Motor-Leitspindel in Standardkonfiguration. Hinweis: Einfache Online-Auswahlhilfe und den Teilenummern-Generator finden Sie unter

12 Technische Daten ML11 Motor, Größe 11A (Singe-Stack) mit angetriebener Spindel Leistungsmerkmale und Vorteile Mehr Drehmomentdichte als der Wettbewerb. NEMA-11-Motor (Größe 28 mm). Nur Ausführung mit angetriebener Spindel. Breite Spindel-Auswahl in Zoll und metrischen Größen. Empfohlene max. Schubkraft: 89 N. Empfohlene max. Spindellänge für optimale Funktion: 102 mm. Längere Leitspindeln erhältlich (siehe Grafiken auf S. 24). Motor-Ausführungen Motor-Code Haltemoment Spannung / Phase* [V] Stromst. / Phase [A] Widerstand [Ω] Induktivität [mh] Leist.- aufn. [W] Motorlänge, maximal (Lm) * Als angelegte Spannung ist jeder Wert über dieser Zahl zulässig, solange der Umformer-Ausgangsstrom auf dem Nenn-Effektivstrom gehalten wird. Schrittwinkel [ ] Läuferträgheit [kg/cm 2 ] Motorgewicht [kg] [oz-in] [N-m] [Zoll] [mm] 11A051 9,3 0,066 3,85 0,51 7,54 5,22 1,96 1,8 1,26 32,0 0,011 0,11 11A100 10,1 0,071 2,19 1,00 2,19 1,53 2,19 1,8 1,26 32,0 0,011 0,11 Zoll-Leitspindelausführungen [Zoll] Spindel-Code Durchmesser Steigung Hubweg/Schritt ,050 0, ,100 0, , ,200 0, ,400 0,00200 Metrische Leitspindelausführungen [mm] Spindel-Code Durchmesser Steigung Hubweg/Schritt M ,00500 M ,02000 M ,04000 Hinweis: Weitere Durchmesser und Steigungen verfügbar Informationen zur Verfügbarkeit von Spindel-Sonderausführungen erhalten Sie von. 12

13 Abmessungen ML11 ML11xxxxxxS (angetriebene Spindel) Abmessungen Zoll [mm] Projektion (A) Standardmutter (FSS) (B) Maximaler Hubweg (Smax) Smax = Ls - Ln - 2 mm (A) 6-poliger Anschluss serienmäßig (X1 = Pin 1, X6 = Pin 6). Sonderausführungen auf Anfrage. Weitere Informationen erhalten Sie von. (B) Bezügl. der Abmessungen und Daten für spielfreie Mutter wenden Sie sich bitte an. Motoranschluss Molex-Steckverbinder* Pin Phase B+ 1 A- 2 nicht belegt 3 A+ B- 4 B- A+ 5 nicht belegt A- 6 Phase A 4 3 Phase B 1 6 B+ * Molex-Anschlussstecker, TN * Passend zu Molex-Anschlussstecker, TN Motor-Anschlusssatz mit losen Kabelenden optional Kompatibel mit oben genanntem Motor-Anschlussstecker. Leitungslänge 318 mm. 26 AWG Adernstärke. Teilenummer MC Weitere Informationen erhalten Sie von. Molex-Anschlussstecker, TN Adernfarbe (Pin-Nr.) Grün (6) Schwarz (4) Rot (3) Blau (1) 13

14 Technische Daten ML14 Motor, Größe 14A (Single-Stack) mit angetriebener Spindel Leistungsmerkmale und Vorteile Mehr Drehmomentdichte als der Wettbewerb. NEMA-14-Motor (Größe 35 mm). Nur Ausführungen mit angetriebener Spindel. Breite Spindel-Auswahl in Zoll u. metrischen Größen. Empfohlene Schubkraft max. 222 N. Empfohlene Spindellänge max. 203 mm. Längere Leitspindeln erhältlich (siehe Grafiken auf S. 24). Motor-Ausführungen Motor-Code Haltemoment Spannung / Phase* [V] Stromst. / Phase [A] Widerstand [Ω] Induktivität [mh] Motorlänge, maximal (Lm) Leistaufn. [W] Schrittwinkel [ ] Läuferträgheit [kg/cm 2 ] Motorgewicht [kg] [oz-in] [N-m] [Zoll] [mm] 14A088 25,8 0,182 3,42 0,88 3,89 5,51 3,01 1,8 1,34 34,0 0,018 0,19 14A135 23,0 0,162 1,71 1,35 1,27 1,79 2,31 1,8 1,34 34,0 0,018 0,19 * Als angelegte Spannung ist jeder Wert über dieser Zahl zulässig, solange der Umformer-Ausgangsstrom auf dem Nenn-Effektivstrom gehalten wird. Zoll-Leitspindelausführungen [Zoll] Spindel-Code Durchmesser Steigung Hubweg/Schritt ,0313 0, ,0625 0, ,1250 0, , ,2500 0, ,5000 0, ,7500 0,00375 Metrische Leitspindelausführungen [mm] Spindel-Code Durchmesser Steigung Hubweg/Schritt M ,00500 M ,03000 M ,06000 Hinweis: Weitere Durchmesser und Steigungen verfügbar Informationen zur Verfügbarkeit von Spindel-Sonderausführungen erhalten Sie von. 14

15 Abmessungen ML14 ML14xxxxxxS (angetriebene Spindel) Abmessungen Zoll [mm] Projektion (A) Spielfreie Mutter (FAS) Standardmutter (FSS) Maximaler Hubweg (Smax) Smax = Ls - Ln - 2 mm (A) Lose Kabelenden serienmäßig. Sonderausführungen auf Anfrage. Weitere Informationen erhalten Sie von. Motoranschluss* Lose Kabelenden Adernfarbe Phase Rot A+ Blau A- A+ A- Phase A Rot Blau Grün B+ Schwarz B- B+ B- Phase B Grün Schwarz *Tabelle gilt für die Motoren ML14, ML17 und ML

16 Technische Daten ML17 Motor, Größe 17A (Single-Stack) mit angetriebener Mutter Motor, Größe 17A (Single-Stack) mit angetriebener Spindel Größe 17B (Double-Stack) mit angetriebener Mutter Größe 17B (Double-Stack) mit angetriebener Spindel Leistungsmerkmale und Vorteile Mehr Drehmomentdichte als der Wettbewerb. NEMA-17-Motor (Größe 42 mm). Ausführungen mit angetr. Spindel und Mutter verfügbar. Breite Spindel-Auswahl in Zoll und metrischen Größen. Empfohlene Schubkraft max. 334 N. Empfohlene Spindellänge max. 203 mm. Längere Leitspindeln erhältlich (siehe Grafiken auf S. 24). Motor-Ausführungen Motor-Code Haltemoment Spannung / Phase* [V] Stromst. / Phase [A] Widerstand [Ω] Induktivität [mh] Motorlänge, maximal (Lm) Leistaufn. [W] Schrittwinkel [ ] Läuferträgheit [kg/cm 2 ] Motorgewicht [kg] [oz-in] [N-m] [Zoll] [mm] 17A100 77,0 0,544 2,33 1,00 2,33 5,61 2,33 1,8 1,34 34,0 0,042 0,18 17A150 92,0 0,650 1,76 1,50 1,17 3,26 2,63 1,8 1,34 34,0 0,042 0,18 17B ,8 0,761 1,69 1,00 1,69 5,66 1,69 1,8 1,89 48,0 0,085 0,32 17B ,8 0,726 1,31 1,50 0,87 2,7 1,96 1,8 1,89 48,0 0,085 0,32 * Als angelegte Spannung ist jeder Wert über dieser Zahl zulässig, solange der Umformer-Ausgangsstrom auf dem Nenn-Effektivstrom gehalten wird. Zoll-Leitspindelausführungen [Zoll] Spindel-Code Durchmesser Steigung Hubweg/Schritt ,0313 0, ,0625 0, ,1250 0, , ,2500 0, ,5000 0, ,7500 0,00375 Metrische Leitspindelausführungen [mm] Spindel-Code Durchmesser Steigung Hubweg/Schritt M ,00500 M ,03000 M ,06000 Hinweis: Weitere Durchmesser und Steigungen verfügbar Informationen zur Verfügbarkeit von Spindel-Sonderausführungen erhalten Sie von. 16

17 Abmessungen ML17 ML17xxxxxxN (angetriebene Mutter) Abmessungen Zoll [mm] Projektion (A) Maximaler Hubweg (Smax) Smax = Ls - Ln - 2 mm (A) Lose Kabelenden serienmäßig. Sonderausführungen auf Anfrage. Weitere Informationen erhalten Sie von. Informationen zum Motoranschluss! Siehe Tabelle auf Seite 15. ML17xxxxxxS (angetriebene Spindel) Abmessungen Zoll [mm] Projektion (A) Spielfreie Mutter (FAS) Standardmutter (FSS) Maximaler Hubweg (Smax) Smax = Ls - Ln - 2 mm (A) Lose Kabelenden serienmäßig. Sonderausführungen auf Anfrage. Weitere Informationen erhalten Sie von. Informationen zum Motoranschluss! Siehe Tabelle auf Seite

18 ML23 Technische Daten Motor, Größe 23A (Single-Stack) mit angetriebener Mutter Motor, Größe 23A (Single-Stack) mit angetriebener Spindel Größe 23B (Double-Stack) mit angetriebener Mutter Größe 23B (Double-Stack) mit angetriebener Spindel Leistungsmerkmale und Vorteile Mehr Drehmomentdichte als der Wettbewerb. NEMA-23-Motor (Größe 57 mm). Ausführungen mit angetr. Spindel & Mutter verfügbar. Breite Spindel-Auswahl in Zoll und metr. Größen. Empfohlene Schubkraft max. 890 N. Empfohlene maximale Spindellängen: 305 mm für Durchmesser 0,313" und 8 mm 406 mm für Durchmesser 0,375" und 10 mm. Längere Leitspindeln erhältlich (siehe Grafiken Seite 24). Motor-Ausführungen Motor-Code Haltemoment Spannung / Phase* [V] Stromst. / Phase [A] Widerstand [Ω] Induktivität [mh] Motorlänge, maximal (Lm) [oz-in] [N-m] [Zoll] [mm] Leistaufn. [W] Schrittwinkel [ ] Läuferträgheit [kg/cm 2 ] 23A ,0 0,854 3,77 1,55 2,43 4,20 5,84 1,8 1,78 45,2 0,19 0,51 23A ,8 0,875 1,74 3,00 0,58 1,16 5,22 1,8 1,78 45,2 0,19 0,51 23B ,2 1,774 3,80 1,90 2,00 5,84 7,22 1,8 2,59 65,8 0,389 0,77 23B ,8 1,842 1,99 3,90 0,51 1,45 7,76 1,8 2,59 65,8 0,389 0,77 * Als angelegte Spannung ist jeder Wert über dieser Zahl zulässig, solange der Umformer-Ausgangsstrom auf dem Nenn-Effektivstrom gehalten wird. Motorgewicht [kg] Zoll-Leitspindelausführungen [Zoll] Spindel-Code Durchmesser Steigung Hubweg/Schritt ,083 0, ,167 0, ,313 0,250 0, ,500 0, ,000 0, ,063 0, ,100 0, ,167 0, , ,250 0, ,500 0, ,000 0,00500 Metrische Leitspindelausführungen [mm] Spindel-Code Durchmesser Steigung Hubweg/Schritt M ,01000 M ,02000 M ,04000 M ,06000 M ,10000 M ,01000 M ,01500 M ,02500 M ,05000 M ,10000 Hinweis: Weitere Durchmesser und Steigungen verfügbar Informationen zur Verfügbarkeit von Spindel-Sonderausführungen erhalten Sie von. 18

19 ML23 Abmessungen ML23xxxxxxN (angetriebene Mutter) Abmessungen Zoll [mm] Projektion (A) Maximaler Hubweg (Smax) Smax = Ls - Ln - 1,6 mm (A) Lose Kabelenden serienmäßig. Sonderausführungen auf Anfrage. Weitere Informationen erhalten Sie von. Informationen zum Motoranschluss! Siehe Tabelle auf Seite 15. ML23xxxxxxS (angetriebene Spindel) Abmessungen Zoll [mm] Projektion (A) Spielfreie Mutter (FAS) Standardmutter (FSS) Maximaler Hubweg (Smax) Smax = Ls - Ln - 1,6 mm (A) Lose Kabelenden serienmäßig. Sonderausführungen auf Anfrage. Weitere Informationen erhalten Sie von. Informationen zum Motoranschluss! Siehe Tabelle auf Seite

20 ML11, ML14 Leistungskennkurven ML11A100 Motordrehzahl zu Kraft Lineargeschwindigkeit zu Kraft Kraft [lbs] Kraft [lbs] ML14A088 Motordrehzahl [U/min] Leitspindel-Code Motordrehzahl zu Kraft Kraft [N] Kraft [N] Kraft [lbs] Kraft [lbs] Lineargeschwindigkeit [Zoll/s (mm/s)] Nicht empfohlener Lastbereich Lineargeschwindigkeit zu Kraft Kraft [N] Kraft [N] Motordrehzahl [U/min] Leitspindel-Code Lineargeschwindigkeit [Zoll/s (mm/s)] Nicht empfohlener Lastbereich Hinweis! Alle Motorlastkurven entstanden mit einem 40 VDC, 2-Phasen-Treiber (40 VDC) und Vollschritten bei Motor-Nennstrom. Leistungsdiagramme für weitere Leitspindel-/Motorwicklungs-Konfigurationen können auf generiert werden. 20

21 ML17 Leistungskennkurven ML17A150 Motordrehzahl zu Kraft Lineargeschwindigkeit zu Kraft Leitspindel-Code Nicht empfohlener Lastbereich ML17B150 Lineargeschwindigkeit zu Kraft Kraft [lbs] Kraft [N] Kraft [lbs] Kraft [lbs] Kraft [N] Kraft [lbs] Kraft [N] Motordrehzahl [U/min] Lineargeschwindigkeit [Zoll/s (mm/s)] Motordrehzahl zu Kraft Kraft [N] Motordrehzahl [U/min] Leitspindel-Code Lineargeschwindigkeit [Zoll/s (mm/s)] Nicht empfohlener Lastbereich Hinweis! Alle Motorlastkurven entstanden mit einem 40 VDC, 2-Phasen-Treiber (40 VDC) und Vollschritten bei Motor-Nennstrom. Leistungsdiagramme für weitere Leitspindel-/Motorwicklungs-Konfigurationen können auf generiert werden. 21

22 ML23 Leistungskennkurven ML23A300 Motordrehzahl zu Kraft Lineargeschwindigkeit zu Kraft Nicht empfohlener Lastbereich ML23B390 Lineargeschwindigkeit zu Kraft Kraft [lbs] Kraft [N] Kraft [lbs] Kraft [lbs] Kraft [N] Kraft [lbs] Kraft [N] Motordrehzahl [U/min] Leitspindel-Code Lineargeschwindigkeit [Zoll/s (mm/s)] Motordrehzahl zu Kraft Kraft [N] Motordrehzahl [U/min] Leitspindel-Code Lineargeschwindigkeit [Zoll/s (mm/s)] Nicht empfohlener Lastbereich Hinweis! Alle Motorlastkurven entstanden mit einem 40 VDC, 2-Phasen-Treiber (40 VDC) und Vollschritten bei Motor-Nennstrom. Leistungsdiagramme für weitere Leitspindel-/Motorwicklungs-Konfigurationen können auf generiert werden. 22

23 Dimensionierungs- und Auswahlhinweise Korrekte Auswahl von Motor und Leitspindel Für eine einfache Größenauslegung der Spindel können Sie die Leistungskennkurven nutzen, um die zur gewünschten Motorgröße passenden Steigungs- und Durchmesserwerte festzulegen. Gehen Sie dazu von der linearen Verstellgeschwindigkeit und dynamischen Last aus. Beispiel: Geschwindigkeit = 2"/s Last = 30 lbs ML17A150 Lineargeschwindigkeit zu Kraft Kraft [lbs] Kraft [N] 30 lbs 2"/s Lineargeschwindigkeit [Zoll/s (mm/s)] Leitspindel-Code Nicht empfohlener Lastbereich Bei den Geschwindigkeits- und Last-Vorgabewerten von 2"/s bzw. 30 lbs ergibt sich eine Kombination aus Motortyp ML17A150 plus Zollspindel mit 0,25" Durchmesser und Steigung ( ) als ausreichende Motorleitspindel-Baugruppe für diesen Einsatzzweck*. Unter finden Sie einen genaueren Auslegungsrechner, oder wenden Sie sich an einen -Spezialisten für motorbetriebene Leitspindeln. *Vermeiden Sie bei kritischen oder auslastungsintensiven Anwendungen die Obergrenzen der Leistungskennkurven. Allgemein ist bei der Auslegung einer Anwendung ein Sicherheitsfaktor von 2 zu empfehlen. 23

24 Dimensionierungs- und Auswahlhinweise So ermitteln Sie die maximal zulässige Spindellänge Mit Hilfe der folgenden Diagramme können Sie die maximal mögliche Spindellänge für Ihre Baugruppe ermitteln. Diese Diagramme berücksichtigen die maximale Drehzahl und Stauchlast sowie die Endenlagerung Ihres Systems. Kritische Drehzahl Motordrehzahl zu maximaler Spindellänge Knicklast Stauchkraft zu maximaler Spindellänge Drehzahl [U/min] Kraft [lbs] Kraft [N] Max. Spindellänge (Ls) [Zoll (mm)] Kombination aus Baugruppengröße und Spindeldurchmesser ML11 0,188" 4 mm ML14 ML17 0,25" 6 mm ML23 0,313" 8 mm ML23 0,375" 10 mm ML14 0,25" 6 mm ML17 0,25" 6 mm ML23 0,375" 10 mm Max. Spindellänge (Ls) [Zoll (mm)] Art der Spindel-Endenlagerung Fest/Frei Los/Los Fest/Los Fest/Fest 1. Maximale Motordrehzahl festlegen Berechnen Sie die maximale Motordrehzahl für Ihren Anwendungszweck. 2. Spindel-Endenlagerung auswählen Es stehen vier Grundarten der Endenlagerung zur Auswahl (A, B, C und D). Aus dieser Auswahl ergibt sich die maximale Spindelläge (Ls) für eine bestimmte Kombination aus Motordrehzahl, Baugruppengröße und Spindeldurchmesser. 3. Kritische Spindeldrehzahl prüfen Prüfen Sie anhand des Diagramms zur kritischen Drehzahl die maximale Drehzahl, den Spindeldurchmesser und die Endenlagerung, um die maximale zulässige Spindellänge für Ihre Anwendung zu ermitteln. Für Konfigurationen mit angetriebener Spindel (S) kann die TaperLock-Verbindung innerhalb des Motors als Festlager betrachtet werden. 4. Knicklast überprüfen Ein weiterer begrenzender Faktor für die Spindellänge ist die Höhe der Knicklast, der die Spindel ausgesetzt ist. Stellen Sie anhand des Knicklast-Diagramms sicher, dass die Last und gewünschte maximale Spindellänge im Hinblick auf die Parameter Baugruppengröße, Spindeldurchmesser und Endenlagerung miteinander kompatibel sind. 24

25 Einbauhinweise Einbau Die erfolgreiche Integration einer motorbetriebenen Leitspindel in eine Anwendung hängt primär von der Ausrichtung und dem daraus resultierenden Rundlauf der Spindel ab. Bei mangelhafter Montage hat die Leispindelbaugruppe nicht nur eine viel geringere Lebenserwartung, sondern arbeitet möglicherweise auch laut oder unpräzise. richtet alle Spindeln vor dem Einbau systematisch aus, um Vibrationen und Rundlauffehler zu minimieren. Die TaperLock-Kupplung ermöglicht eine konzentrische Verbindung und optimale Ausrichtung. Die ordnungsgemäße Ausrichtung, Konfiguration der Endenabstützungen und Auswahl der Spindelmutter sind wichtige Faktoren für eine optimale Montage und damit für ein perfekt funktionierendes System. 1. Motor-Leitspindelkonfiguration auswählen Entscheiden Sie, welche der beiden Konfigurationen angetriebene Spindel (S) oder angetriebene Mutter (N) benötigt wird. Mehr Informationen auf den Seiten 3 und Motorgröße auswählen Wählen Sie anhand der gewünschten Leistung, Einbaugröße usw. den geeigneten Motor aus. bietet Ihnen vier Grundmodelle (ML11, ML14, ML17 und ML23) mit optionaler Auswahl der Wicklungszahl, des Verstellwegs und der Traglast. 3. Leitspindel auswählen Wählen Sie auf Basis des erforderlichen Hubwegs und der benötigten Spindel-Endenbearbeitung die Spindel mit dem passenden Durchmesser und der korrekten Länge. 4. Mutter auswählen Wählen Sie für Konfigurationen mit angetriebener Spindel (S) aus einer Vielzahl verschiedener Montagevarianten, Werkstoffe und Flankenspiel-Ausführungen. Konfigurationen mit angetriebener Mutter (N) erhalten standardmäßig eine Mutter aus Hochleistungs-Werkstoff mit Standardspiel. 5. Motorbetriebene Leitspindel montieren Montieren Sie die Einheit in das System und beachten Sie dabei die auf Seite 9 angegebenen Toleranzen. 25

26 Vorteile bei Inbetriebnahme, Inspektion und Wartung Eine schnelle sowie einfache Inbetriebnahme, Inspektion und Wartung gehört zu den zentralen Aspekten einer erfolgreichen Installation. Die motorbetriebene Leitspindel bietet genau diese Vorteile, während die vorzuhaltenden Ersatzteile und benötigten Werkzeuge auf ein Minimum beschränkt werden. Komponentenaustausch bei angetriebener Leitspindel Die einzigartige TaperLock-Kupplung erlaubt einen schnelles und einfaches Austauschen der Bauteile. Das heißt unterschiedliche Spindel-Motor-Kombinationen können in der Anwendung problemlos getestet werden. Dank dieser Möglichkeit, die Spindel und den Motor auszutauschen, kann der Anwender in kurzer Zeit Prototypen entwickeln, seine Konstruktionen validieren, defekte Teile ersetzen oder das System einfach auf leistungsstärkere Komponenten aufrüsten alles mit einem handelsüblichen Inbusschlüssel. Leitspindel-Austreibschraube optional Aufgrund der stabilen Befestigung der TaperLock-Kupplung kann ein zusätzliches Hilfsmittel den Ausbau der Spindel erleichtern. Entfernen Sie die Halteschaube der Spindel und verwenden Sie die übergroße Austreibschraube, um die Spindel vorsichtig herauszuschieben. Die Größen der Austreibschrauben finden Sie in der nachfolgenden Tabelle.* TaperLock-Austreibgewindegrößen Motor-Code Leitspindel-Code Halteschraubengröße Empfohlene Halteschraubenlänge [mm] Empfohlenes Halteschrauben-Anzugsmoment [lbs-in (Nm)] Austreibschraubengröße ML11AxxxS 18-xxxx M04-xx M2,5 0, (1,2) M3 0,5 ML14AxxxS 25-xxxx M06-xx M3 0, (2,3) M4 0,7 ML17AxxxS 25-xxxx M06-xx M3 0, (2,3) M4 0,7 ML17BxxxS 25-xxxx M06-xx M3 0, (2,3) M4 0,7 ML23AxxxS 31-xxxx M08-xx M4 0, (5,1) M5 0,8 ML23BxxxS 31-xxxx M08-xx M4 0, (5,1) M5 0,8 ML23AxxxS 37-xxxx M10-xx M5 0, (10,2) M6 1,0 ML23BxxxS 37-xxxx M10-xx M5 0, (10,2) M6 1,0 *Das Austreibgewinde ist kein Standard an den motorbetriebenen Leitspindeln geben Sie an, wenn ein Wellen-Innengewinde benötigt wird. 26

27 Glossar (Verstell)Genauigkeit Antriebsdrehmoment Auflösung Axiallast Chopper-Verstärker Dynamische Last Endenlagerung oder Enden-Lagerabstützung Geradheit Haltemoment Hubweg Hubweg/Schritt oder Hubgeschwindigkeit Impulsfrequenz Knicklast Konzentrizität Kritische Drehzahl Leerlauf-Drehmoment Mikroschritt-Betrieb Rechtwinkligkeit Resonanz Rücklauf Rundlauffehler Schubkraft oder Schublast Seitenlast (radial) Spiel Statische Last Steigung Teilung Trägheit Ein Kennwert für die Präzision. Eine perfekte Genauigkeit würde z.b. bedeuten, dass die lineare Bewegung der Mutter um einen Zoll an jeder Stelle der Spindel immer genau dieselbe Anzahl von Umdrehungen erfordert. Die aufzubringende Kraft, um die Leitspindel zu drehen und die Last zu bewegen. Der lineare Weg, über den die motorbetriebene Leitspindel die Mutter oder Spindel pro Impuls bewegt. Eine Last in Richtung der Mittelachse der Spindel. Ein Konstantstrom-Schrittmotorantrieb, der durch schnelles Ein- und Ausschalten, oder Abhacken, der Stromversorgung arbeitet. Die bei der Bewegung auf die motorbetriebene Leitspindel wirkende Last. Beschreibt, wie die Enden der Spindel befestigt oder abgestützt sind. Zustand, in dem ein Element einer Oberfläche oder eine Achse sich in gerader Linie befindet. Benötigtes Drehmoment, um die Motorwelle zu drehen, während alle Spulen mit Dauer-Wechselstrom erregt sind. Die maximale Bewegungsmöglichkeit der Mutter auf der Spindel. Die lineare Bewegung einer Mutter bzw. Spindel bei einem Vollschritt des Motors. Anzahl der Impulse pro Sekunde, die auf die Wicklungen des Motors wirken. 1 Impuls = 1 Schritt. Die Knicklast ist die Stauchkraft, die auf die Spindel einwirkt. Diese Last kann abhängig von Spindeldurchmesser, Spindellänge und Endenlagerung zum Durchbiegen der Spindel führen. Zustand, bei dem die Schnittpunkte von zwei oder mehreren radial angeordneten Elementen in der Achse (oder im Mittelpunkt) deckungsgleich sind. Zustand, bei dem die Drehzahl eine Baugruppe in Resonanzschwingungen versetzt. Diese Vibrationen ergeben sich aus den Faktoren Wellendurchmesser, ungestützte Länge, Art der Lagerung, Art der Mutterbefestigung und/oder Spindeldrehzahl. Vibrationen können darüber hinaus durch eine verbogene Spindel oder eine nicht ordnungsgemäße Ausrichtung ausgelöst werden. Das benötigte Drehmoment, um die unbelastete Leitspindel anzutreiben. Aufteilung der normalen Motorschritte in kleinere Einheiten. Beispiel: 1,8º-Schrittmotor mit 64-fachen Mikroschritten bedeutet, dass für einen Impuls gilt: 1,8º / 64 = 0,028º. Stellung einer Oberfläche, Mittelebene oder Achse im rechten Winkel zu einer Ebene oder Achse. Vibrationen, die auftreten, wenn ein mechanisches System innerhalb eines instabilen Bereichs arbeitet. Das Aufbringen einer Last auf die Mutter kann zum Drehen der Spindel führen, d.h. lineare wird in rotatorische Bewegung gewandelt. Zusammengesetzte Toleranzgröße zur Kontrolle der funktionalen Beziehungen von einer oder mehrerer Eigenschaften eines Bauteils bezogen auf eine Achse. Die Schublast ist die parallel und konzentrisch zur Spindel-Mittellinie verlaufende Last, die kontinuierlich in eine Richtung wirkt. Die Schublast ist die korrekte Methode, eine Last auf eine Leitspindel-Baugruppe aufzubringen. Eine Last, die senkrecht auf die Längsachse der Spindel wirkt. Für Leitspindeln nicht empfohlen, da sie die Lebensdauer der Einheit verkürzt. Die axiale oder radiale Bewegungsfreiheit zwischen Mutter und Spindel; eine Kennzahl der Systemsteifheit und Wiederholgenauigkeit. Gibt die maximale Traglast bei stehendem System an, oberhalb derer der Motor und/oder die Mutter Schaden nimmt. Der axiale Weg, den eine Spindel bei einer Umdrehung zurücklegt. Bei eingängigen Gewinden: Steigung = Teilung. Abstand zwischen zwei benachbarten Gewindegängen der Spindel bei eingängigen Gewinden: Teilung = Steigung. Der Grad des Drehwiderstands einer Spindel oder Welle. Wiederholgenauigkeit Eine Kennzahl der Gleichmäßigkeit mit direktem Bezug zum Axialspiel. Ein höheres Spiel verursacht eine geringere Wiederholgenauigkeit und kann bei Bedarf durch Vorspannen der Mutter ausgeglichen werden. Wirkungsgrad (Leitspindel) Die in Prozent ausgedrückte Fähigkeit einer Leitspindel-Baugruppe, bei minimalem mechanischem Verlust Drehmoment in Vorschubkraft umzuwandeln. Der Wirkungsgrad der -Leitspindeln reicht von 35 bis 85 %. Wirkungsgrad (Motor) Die in Prozent ausgedrückte Fähigkeit eines Motors, elektrische Energie bei minimalem thermischen Verlust in mechanische Energie umzuwandeln. Der Wirkungsgrad der -Schrittmotoren reicht von 65 bis 90 % Zweipoliger Motor Motor mit zwei Phasen und einer Wicklung pro Phase (4 Zuleitungen). Alle Standard-Schrittmotoren von sind zweipolig.

28 EUROPA Deutschland Nürtinger Straße Wolfschlugen Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) sales.germany@thomsonlinear.com Frankreich Tel.: +33 (0) Fax: +33 (0) sales.france@thomsonlinear.com Großbritannien Office 9, The Barns Caddsdown Business Park Bideford Devon, EX39 3BT Tel.: +44 (0) sales.uk@thomsonlinear.com Italien Largo Brughetti Bovisio Masciago Tel.: Fax: sales.italy@thomsonlinear.com Schweden Estridsväg Kristianstad Tel.: +46 (0) Fax: +46 (0) sales.scandinavia@thomsonlinear.com Spanien sales.esm@thomsonlinear.com SÜDAMERIKA Brasilien Av. Tamboré, 1077 Barueri, SP Tel.: +55 (11) Fax: +55 (11) sales.brasil@thomsonlinear.com USA, KANADA und MEXIKO 203A West Rock Road Radford, VA 24141, USA Tel.: Fax: thomson@thomsonlinear.com Literature: literature.thomsonlinear.com ASIEN Asiatisch-pazifische Region sales.apac@thomsonlinear.com China Rm 2205, Scitech Tower 22 Jianguomen Wai Street Beijing Tel.: Fax: sales.china@thomsonlinear.com Indien c/o Fluke Technologies Pvt. Ltd. #424, Deodhar Center, Marol Maroshi Road, Andheri E, Mumbai India Tel.: sales.india@thomsonlinear.com Japan Minami-Kaneden , Suita Osaka Japan Tel.: Fax: csjapan@scgap.com Korea F7 Ilsong Bldg, Samsung-dong, Kangnam-gu, Seoul, Korea ( ) Tel.: Fax: sales.korea@thomsonlinear.com Motorized_Lead_Screw_BRDE B SK Irrtümer und technische Änderungen vorbehalten. Es liegt in der Verantwortlichkeit des Produktanwenders, die Eignung dieses Produkts für einen bestimmten Einsatzzweck festzustellen. Alle Marken sind Eigentum ihrer jeweiligen Rechteinhaber Industries, Inc.