Komponenten für parallele Kinematiken

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1 Komponenten für parallele Kinematiken Baureihen GLK, GLAE Gelenke und Streben bilden die Kernkomponenten bei Maschinen mit paralleler Kinematik (PKM). Trotz der steuerungstechnischen Möglichkeiten bleiben gute mechanische Eigenschaften unverzichtbar. Sie bestimmen im Wesentlichen die mögliche Steifigkeit und Genauigkeit. INA-PKM-Komponenten wurden entwickelt, um in den unterschiedlichen Einsatzgebieten die gestellten Anforderungen zu erfüllen. Für die gelenkige Anbindung der Streben an das Gestell und die Plattform bietet INA Kardangelenke mit zwei oder drei Freiheitsgraden und Kugelgelenke an, deren Konstruktion an den Anwendungsbereich angepasst ist; das heißt für den Werkzeugmaschinenbau mit hoher Steifigkeit und protokollierter Genauigkeit und im Handlingsbereich mit großem Schwenkwinkel und geringer Masse. Die Teleskopstreben gibt es jetzt katalogmäßig in zwei bewährten Baureihen mit gestaffelten Hüben. Je nach Anwendungsfall ist die Verwendung von Kugelrollspindel oder Rollengewindetrieb mit unterschiedlicher Steigung möglich. Kurzum: Das Programm bietet Ihnen durch standardisierte Größen mit vielen Freiheitsgraden mehr Wirtschaftlichkeit für hochpräzise Bewegungen. Selbstverständlich sind nach wie vor individuelle Kundenlösungen realisierbar. Bewährtes verbessert Marktinformation MAI 66

2 Komponenten für parallele Kinematiken Kugelgelenke mit drei Freiheitsgraden Kardangelenke mit zwei oder drei Freiheitsgraden Kugelgelenk Merkmale GLK Kugel- und Kardangelenke Kugel- und Kardangelenke für parallele Kinematiken: haben je nach Ausführung zwei oder drei Freiheitsgrade sind sehr steif und hoch tragfähig sind vorgespannt und dadurch spielfrei sind leichtgängig und stick-slip-frei haben der Konstruktion angepasste Schwenkwinkel haben einen definierten Gelenk-Kreuzungspunkt sind abgedichtet sind befettet mit einem Spezialfett und nachschmierbar Kugelgelenke sind Baueinheiten, bestehend aus: einem Kugelbolzen mit Außengewinde, einer Kugelkalotte mit Zentriersitz, einer Halbkugel, einem hohlkugeligen Dichtungsträger und einer Nutmutter einer Vielzahl kleiner Kugeln. Dadurch bleibt die Hertz sche Pressung zwischen Kugelkalotte, Halbkugel, Kugelbolzen und Wälzkörper klein einem Schmieradapter für Polyamidrohr DIN haben drei Freiheitsgrade haben Schwenkwinkel von 20, wahlweise bis 30 sind Corrotect -beschichtet. Halbkugel mit geschliffener Außengleitbahn für die Dichtungen, mit der Kugelkalotte verschraubt hohlkugeliger Dichtungsträger durch eine Nutmutter mit dem Kugelbolzen verschraubt Wälzsystem vollkugelig Laufbahnen für die Wälzkörper gehärtet Kardangelenk GLK 2 GLK 3 Kardangelenke sind Baueinheiten, bestehend aus: einer Gelenkgabel mit Zentriersitz, einem Gelenkkreuz, vorgespannten, abgedichteten Radial- und Axial-Nadellagern haben wahlweise zwei oder drei Freiheitsgrade dritter Freiheitsgrad durch Radial-/Axiallager- Kombination im Kopfteil des Gelenkkreuzes realisiert haben maximale Schwenkwinkel in der Achse I bis 45 in der Achse II bis 90 in der Achse III bis GLK 2 mit zwei, GLK 3 mit drei Freiheitsgraden Gelenkkreuz in der Gelenkgabel mit Radial-/Axiallagern gelagert 2

3 Teleskopstreben Teleskopstrebe Merkmale GLAE Teleskopstreben Teleskopstreben für parallele Kinematiken: sind Baueinheiten, bestehend aus: einem Tauch- und Standrohr, einer Antriebsspindel mit Spindelmutter, einem vierreihigen Axial-Schrägkugellager DKLFA und vier Kugelumlaufschuhen KUVS können mit INA-Kugel- und -Kardangelenken bestückt werden der Gelenktyp hängt von der Anwendung ab und kann kundenseitig frei festgelegt werden sind je nach erforderlicher Steifigkeit mit einer Kugelgewindespindel oder einem Rollengewindetrieb ausgestattet die Steigung wird nach Kundenwunsch ausgeführt das vierreihige Axial-Schrägkugellager DKLFA lässt bei maximaler Steifigkeit hohe Spindel-Drehzahlen zu nehmen Zug- und Druckkräfte auf sind für hohe Vorschubgeschwindigkeiten geeignet verfahren äußerst genau, leichtgängig und stick-slip-frei sind durch die verdrehsteifen Linearführungen und die in die Mantelfläche des Tauchrohres eingeschliffenen Laufbahnen in allen Richtungen spielfrei haben eine geringe Masse durch die Dimensionierung der Bauteile werden wahlweise Corrotect -beschichtet werden in den Tauchrohr-Durchmessern 70 mm und 80 mm gefertigt andere Abmessungen auf Anfrage ermöglichen in Verbindung mit den Kugel- und Kardangelenken kompakte, bauteilreduzierte Konstruktionen Innengewinde bzw. Flanschverbindung im Tauchrohr zur Aufnahme der Kugel- oder Kardangelenke Tauchrohr mit eingeschliffenen Laufbahnen für Kugelumlaufschuhe KUVS Spindelmutter im Tauchrohr verdrehsicher fixiert 3

4 Tragzahlen für Kugel- und Kardangelenke Maximale Belastbarkeit Die maximale Belastbarkeit P max der Kugelgelenke kann aus Bild 1 entnommen werden. Sie hängt ab von: der Gelenkgröße der Belastungsrichtung (Zug-/Druckbelastung). KN 7 6 P max Maximalbelastbarkeit 3,5 3 F (Druck) F (Zug) F (Druck) F (Zug) Schwenkwinkel bis Bild 1 Maximale Belastbarkeit P max Statische Tragzahlen für Kardangelenke Die statischen Tragzahlen C 0 können aus Bild 2 entnommen werden. Sie hängen ab vom: Gelenktyp Schenkwinkel. Nur der Schwenkwinkel beeinflusst die statische Tragzahl C 0. Die Schwenkwinkel und haben keinen Einfluss auf die statische Tragzahl. C0 70 KN ,8 Statische Tragsicherheit Die statische Tragsicherheit S 0 muss 4 sein! Bei abweichender Tragsicherheit unbedingt bei INA rückfragen! Tragfähigkeit Schwenkwinkel Achse F / F Bild 2 Statische Tragzahlen C 0 abhängig vom Schwenkwinkel 4

5 KraftVerlagerungsdiagramme Kraft-Verlagerungsdiagramme Ein Kraft-Verlagerungsdiagramm zeigt die Verlagerung der Mess-Stellen zueinander unter Einwirkung einer Kraft. Die Messung wurde in der Mittelstellung (Schwenkwinkel = 0 ) durchgeführt. Werte schwanken aufgrund der Form- und Lagetoleranzen der einzelnen Komponenten. Werte für die Steifigkeit (Cs) siehe Maßtabellen (Seite 8 und Seite 10). F F Kugelgelenk mit drei Freiheitsgraden µm Zugkraft Bild 3 Kraft-Verlagerungsdiagramm F und F F F Kardangelenk mit drei Freiheitsgraden Kardangelenk mit zwei Freiheitsgraden Zugkraft Bild 4 Kraft-Verlagerungsdiagramm F und F

6 Teleskopstreben Baureihe GLAE Maßtabelle Abmessungen in mm Kurzzeichen Durchmesser Abmessungen des Tauchrohrs 3) D 1 D 2 D 3 D 4 d 3 M A L min L 1 L 2 Hub Spindeldurchmesser 0, GLAE F ) 2) ) 1) GLAE F ) 2) ) 1) ) Abhängig von der Anschlusskonstruktion. Muss vom Kunden festgelegt werden. 2) Je nach Gelenktyp. 3) Weitere Durchmesser auf Anfrage. 6

7 8=360 8=360 22,5 8= ,5 Halteschraube Halteschraube Halteschraube 11 +0,2 Bohrbild GLAE F Bohrbild GLAE F ,2 0, Lmin gem. Kundenwunsch / Rücksprache gem. Kundenwunsch / Rücksprache L2 D1 D4 D2 D 3 d3 MA M H6 L 1 R GLAE

8 Schwenkdreh-/ Kardangelenke mit zwei Freiheitsgraden J ,5 82 Baureihe GLK 2 300,5 mit drei Freiheitsgraden Baureihe GLK 3 24,7 0,1 30 F mit zwei Freiheitsgraden R Maßtabelle Abmessungen in mm 1) Gemessen und protokolliert. 2) Tragzahlen siehe Diagramm, Seite 4. 3) Auf Vororientierung achten. 4) Mittelwert. 5) Siehe Kraft-Verlagerungsdiagramm Seite 5. Kurzzeichen F-Nummer Masse Freiheitsgrade Schwenkwinkel Befestigungsschrauben Schmiernippel Tragzahlen Steifigkeit 4) M 1 M 2 stat. C 0 C S kg NIP DIN kn N/m GLK 3 F ) 4,2 50 GLK 2 F , ) 4,2 50 GLK 3 F M830 M860 AM 81 2) 450 5) GLK 2 F M830 M860 AM 81 2) 450 5) A-A ,005 A C C ZM-Mutter gehört nicht zum Lieferumfang M B R24 (R46) B 24,7 0,1 53,3 0,02 250, ,5 1080,5 R25 R ,005 Zentrierbohrung Form A nach ISO = A 660 = B-B C-C F mit drei Freiheitsgraden

9 90 M h6 Schwenkwinkel Schwenkwinkel Schwenkwinkel und F mit zwei Freiheitsgraden 90 M562 52h * * 18 M2 M ,02 1) 12 H6 Zentrieranschluß Zylinderrolle ist lose beigelegt max ) Ebenheit für Anschlussfläche * protokolliert F mit drei Freiheitsgraden 9

10 Kugelgelenk mit drei Freiheitsgraden Baureihe GLK Maßtabelle Abmessungen in mm Kurzzeichen F-Nummer Abmessungen 1) Blitzanschluss-Patrone für Polyamidrohr DIN ,75 mit Anschlussgewinde M101, min. 6 mm tief. 2) Gemessen und protokolliert. 3) 2 mal am Umfang. 4) 6 mal am Umfang. 5) Tragzahlen siehe Diagramme, Seite 4. 6) Mittelwert, siehe Kraft-Verlagerungsdiagramm Seite 5. Masse Freiheitsgrade Schwenkwinkel Tragzahlen H h 1 h 2) 2 h 3 h 4 h 5 h 6 D d 1 d 2 d 3 M a M b M c SA C 0 C s kg H6 kn Zug Steifigkeit 6) GLK F , M201,5 M171 M401,5 1) 5) GLK F , M251,5 M251,5 M562 1) 5) C s Druck D Mb Mc d2 h5 h4 d3 3) h3 d 4) 3 H h 2 h 6 h 1 SA GLK Ma D d

11 Lager für die kardanische Aufnahme Maßtabelle Abmessungen in mm F-Nummer Masse Abmessungen Tragzahlen d D B radial kg dyn. C kn stat. C 0 kn F , ,5 24,1 F , ,5 30,5 F F F d 0,05 0,3 +0,7 D 0,010 0,3 +0,3 0,6 +04 F ,4 0,2 0, B 0,25 0,6 +1, , , , ,02 A 22,5 100% ausliefern mit Abnahmeprüfzeugnis 1400,5 78 M501, ,018 2M6 Abdrückgewinde 0,008 0,5 0, ,2 6 70,1 0,4 3M8 Abdrückgewinde Axial-Schrägkugellager F , F , Koppel- und Schwingenlagerung F A 8=360 13,50,

12 INA-Schaeffler KG Herzogenaurach Internet In Deutschland: Telefon 0180/ Telefax 0180/ Aus anderen Ländern: Telefon +49 / 9132 / 82-0 Telefax +49 / 9132 / Sach-Nr /MAI 66 D-D Printed in Germany