Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben

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1 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben The Drive & Control Company R310DE 3304 ( )

2 Info Fax: Linear Motion and Assembly Technologies Bitte senden Sie mir/uns unverbindlich Informationen über: Kugelschienenführungen Rollenschienenführungen Kugelbüchsenführungen Kugelgewindetriebe Linearsysteme Mechanik Grundelemente Manuelle Produktionssysteme Transfertechnik Absender

3 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 3 Antriebseinheiten 6 Antriebseinheiten mit angetriebener Mutter 8 FAR 8 Produktübersicht FAR 8 Auslegung 10 Längenberechnung 12 Technische Daten und Maße 14 Konfi guration und Bestellung 18 Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel 20 AOK 20 Produktübersicht AOK 20 Auslegung 22 Hub- und Längenberechnung 24 Technische Daten und Maße 28 Technische Daten und Maße mit Flansch-Kupplung und Motor 30 Technische Daten und Maße mit Riemenvorgelege und Motor 32 Zulässige Geschwindigkeit v zul 34 Zulässiges Antriebsmoment M zul 36 Konfi guration und Bestellung 42 AGK 44 Produktübersicht AGK 44 Auslegung 48 Hub- und Längenberechnung 50 Technische Daten und Maße 52 Technische Daten und Maße mit Flansch-Kupplung und Motor 54 Technische Daten und Maße mit Riemenvorgelege und Motor 56 Zulässige Geschwindigkeit v zul 58 Zulässiges Antriebsmoment M zul 60 Konfi guration und Bestellung 66 Technische Hinweise 68 Technische Hinweise 68 Abnahmebedingungen und Toleranzklassen 70 Vorspannung und Steifi gkeiten 72 Dichtungen und Montage 74 Schmierung 76 Berechnung und Beispiele 79 Lebensdauerberechnung 79 Auslegung Antriebseinheit FAR 80 Grobauslegung des Antriebs FAR 88 Grobauslegung des Antriebs AOK 90 Grobauslegung des Antriebs AGK 92 Berechnungsbeispiel Antriebseinheit FAR 94 Berechnungsbeispiel Antriebseinheit AGK 97 Anfrage und Bestellung 103

4 4 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Katalogübersicht Antriebseinheiten mit angetriebener Mutter Seite FAR-Baureihe 8 Steigung P Durchmesser d Antriebseinheit FAR Antriebseinheit FAR mit Riemenvorgelege Gerollte Präzisions-Spindel SN-R Toleranzklassen T5, T7, T9 70 d 0 x P 32 x 10, 20, x 10, 20, x 10, 20, x 10, 20, maximale Länge (mm) Abnahmebedingungen 70 Standard, schnell verfügbar auf Anfrage

5 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 5 Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel Seite AOK-Baureihe Durchmesser d Steigung P AGK-Baureihe 52 Steigung P 54 Durchmesser d Gerollte Präzisions-Spindel SN-R Toleranzklassen T5, T7, T9 70 d 0 x P 20 x 5, 20, x 5, 10, 20, x 5 40 x 10, 20, maximale Länge (mm) Abnahmebedingungen 70 Standard, schnell verfügbar auf Anfrage

6 6 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Mutter Antriebseinheiten Die heute häufi gste Antriebslösung mit Kugelgewindetrieben, auch bei AOK und AGK: Die Spindel wird vom AC-Servomotor direkt oder über einen Zahnriemen angetrieben. Die angetriebene Spindel rotiert. Die Mutter führt die gewünschte Vorschubbewegung aus. Abhängig von der Länge der Spindel und der Gestaltung der Endenlagerungen sind die maximal zulässigen Axialkräfte (Knickung) und maximal möglichen Geschwindigkeiten häufi g begrenzt. Die maximal zulässige Mutterndrehzahl (d x n Wert) kann so nicht annähernd ausgenutzt werden. Besonders bei hochdynamischen Anwendungen ist die gewünschte Betriebsdrehzahl heute nahe an der biegekritischen Drehzahl der Spindel. In Verbindung mit thermischen Einfl üssen ist ein hochdynamisches Maschinenkonzept aus physikalischen Gründen so schwer zu erreichen. Die in der Praxis mögliche Positioniergenauigkeit wird damit unter Umständen eingeschränkt. Einen anderen Ansatz stellt die angetriebene Mutter FAR dar. Die Spindel rotiert nicht. Die wälzgelagerte Mutter wird über einen Zahnriemen angetrieben. Limitierende Endenlager sind hier nicht mehr vorhanden. Die unerwünschten thermischen Einfl üsse können durch Recken der Spindel stark reduziert werden. Optional besteht die Möglichkeit, die nicht rotierende Spindel hohlzubohren und Verlustwärme konstruktiv einfach über Flüssigkeitskühlung abzuführen. Ebenso kann das Riemenvorgelege und der AC-Servomotor mit der Mutternbaugruppe als komplette Funktionseinheit geliefert werden. Auch neue Antriebskonzepte, wie z.b. die Anordnung mehrerer Motoren auf einer Spindel, sind so sehr einfach möglich.

7 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 7 FAR mit Riemenvorgelege AOK, Antrieb mit Flansch und Kupplung AGK, Antrieb mit Flansch und Kupplung

8 8 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Mutter FAR Produktübersicht FAR In diesem Kapitel finden Sie eine vollständige Baureihe von angetriebenen Muttern. Den Kundenwünschen nach einer vorgefertigten Lösung wird damit Rechnung getragen. Die zahlreichen Größen und Spindelsteigungen erlauben eine Anpassung an alle gewünschten Geschwindigkeiten und Belastungen. Aufwändige kundenspezifi sche Eigenkonstruktionen werden damit vermieden. Die Baugruppe der angetriebenen Mutter besteht aus Einzelmutter Doppelreihiges Schrägkugellager mit integrierten Befestigungsbohrungen und Schmieranschluss Nutmutter Das Riemenvorgelege für diese Baugruppe kann Bestandteil unserer Lieferung sein. Passende AC-Servomotore sowie Antriebsregelung sind ebenso dargestellt. Anwendervorteile Wirtschaftlichkeit durch Kompletteinheit bestehend aus Kugelgewindetrieb, AC-Servomotor und Riemenvorgelege Über die Spindelsteigung und Riemenuntersetzung ist eine Anpassung an verschiedene Geschwindigkeiten und Belastungen möglich Über verschiedene Motorvarianten sind mehrere Leistungsklassen möglich Geringer Einbauraum durch kompakte Konstruktion Geringer kundenseitiger Einbauaufwand und integrale Funktionalität Niedrige Systemkosten Hohe Positioniergenauigkeit Für besonders anspruchsvolle Positionieraufgaben kombinierbar mit dem in die Führungsschiene integriertem Messsystem (Katalog R310DE 2350) zur direkten Wegmessung

9 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 9 Antriebseinheit FAR mit Riemenvorgelege und Motor Vertikalachse eines Bearbeitungszentrums: Kugelgewindetrieb mit angetriebener Mutter und Riemenvorgelege

10 10 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheit mit angetriebener Mutter FAR Auslegung Antriebseinheit FAR Dimensionierung Die Antriebseinheiten FAR werden mit den allgemein für Kugelgewindetrieben gültigen Kriterien ausgelegt: Lebensdauerberechnung Berechnung des zulässigen Antriebsmomentes Zulässige Geschwindigkeit und Kritische Drehzahl Die Lebensdauerberechnung für die Antriebseinheit erfolgt analog zu einem klassischen Kugelgewindetrieb. Hierfür werden die mittlere Drehzahl und die mittlere Belastung berechnet, siehe Kapitel Berechnung. Da es sich um eine Kompletteinheit aus Mutter und Lagerung handelt, muss für die Berechnung die niedrigste vorhandene Tragzahl von Mutter oder Lagerung eingesetzt werden. Das maximal zulässige Antriebsmoment am Motorzapfen bzw. an der Hohlwelle wird in Formeln und Tabellen dargestellt und berücksichtigt mehrere Einfl üsse in sehr übersichtlicher Weise. Hier wird für jede Kugelgewindetrieb- Größe und Länge der klassische Eulersche Knickfall der Spindel mit der vorhandenen Einspannungskonfi guration und auch der konkreten Ausführung des Antriebszapfens mit Belastungskräften übersichtlich zusammengefasst. Bei Kugelgewindetrieben wird die zulässige Geschwindigkeit von verschiedenen Faktoren beeinfl usst: Von der Steigung der Spindel Von der maximal zulässigen Mutterndrehzahl (d x n Wert), Von der zulässigen Drehzahl der Lager Von der längenabhängigen kritischen Drehzahl der Spindel, die aber bei der angetriebenen Mutter mit der Einbauart Fest-Fest keine wirkliche Einschränkung mehr darstellt. Nur bei einseitiger Einspannung der Spindel gibt es besondere Einsatzgrenzen. Die Mutternposition ist dann wichtig. Der Zusammenhang wird auf den folgenden Seiten in Diagrammen verdeutlicht. Ein Berechnungsbeispiel, das das Zusammenspiel von allen gewählten Bauteilen für einen Anwendungsfall zeigt, befi ndet sich im Kapitel Berechnung und Beispiele.

11 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 11 Lebensdauerberechnung Eine Lebensdauerberechnung ermöglicht die Festlegung der Größe der Antriebseinheit. Die dynamische Tragzahl aus der Tabelle wird im Kapitel Berechnung mit den in der Anwendung auftretenden Belastungen verglichen. d 0 = Nenndurchmesser P = Steigung (R = rechts) D W = Kugeldurchmesser i = Anzahl der Umläufe FAR- Größe KGT-Größe Materialnummer Baugruppe Mutter mit Lager Tragzahlen dyn. C (N) stat. C 0 (N) d 0 x P x D w - i x 10R x 3,969-5 R x 20R x 3,969-3 R x 32R x 3,969-3 R x 10R x 6-5 R x 20R x 6-3 R x 40R x 6-3 R x 10R x 6-6 R x 20R x 6,5-5 R x 40R x 6,5-3 R x 10R x 6-6 R x 20R x 6,5-5 R x 40R x 6,5-3 R

12 12 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Mutter FAR Längenberechnung Eine einfache Längenberechnung ermöglicht die Festlegung der wesentlichen Hauptabmessungen. L Hmax. = L H1 + L H2 L C = L RV + L E bei Störkontur Fall I L Gew = L Hmax + L C + L N L Ges = L Gew + 2 x L ZF L Hmax. = Maximal geforderter Hub des Kunden L C = Länge des Kundenanbaus, bzw. des von Bosch Rexroth verwendeten Motors und Riemenvorgeleges L FAR = Länge der Antriebseinheit L N = nicht nutzbare Länge; berücksichtigt den notwendigen Überlauf der Spindel d 0 = Nenndurchmesser P = Steigung (R = rechts) D W = Kugeldurchmesser i = Anzahl der Umläufe FAR-Größe KGT- Größe Maße (mm) d 0 x P x D w - i L N L ZF L 3 L Rv L E x 10R x 3, x 20R x 3, x 32R x 3, x 10R x x 20R x x 40R x x 10R x Kundenspezifi sch Kundenspezifi sch 50 x 20R x 6, x 40R x 6, x 10R x Kundenspezifi sch Kundenspezifi sch 63 x 20R x 6, x 40R x 6,5-3

13 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 13 Störkontur Fall I Motor stößt rechts und Riemenvorgelege links am Kundenaufbau an. und begrenzt den Hub L N /2 L N /2 L RV L E L H1 L C L H2 L ZF L Gew L ZF L Ges Störkontur Fall 2 Kundenanbau rechts und Riemenvorgelege links begrenzen den Hub an der angetriebenen Mutter L N /2 L H1 L C L H2 L N /2 L RV L E L ZF L Gew L ZF L Ges Störkontur Fall 3 Die Mutterneinheit und das Riemenvorgelege begrenzen den Hub L N /2 L H1 L C L H2 L N /2 L RV L E L ZF L Gew L ZF L Ges

14 14 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Mutter FAR Technische Daten und Maße Anschlussmaße der Antriebseinheit ohne Riemenvorgelege und Motor Größen An dem stationären Schmieranschluss am Lageraußenring im Stillstand mit Fett der NLGI Klasse 2 nachschmierbar optional Spindel fl üssigkeitsgekühlt; auf Anfrage Schmierung über Spindel Steifi gkeiten siehe Kapitel Technische Hinweise d 0 = Nenndurchmesser P = Steigung (R = rechts) D W = Kugeldurchmesser i = Anzahl der Umläufe Form Spindelende FAR- Größe KGT- Größe Masse m FAR (kg) Massenträgheitsmoment J rotfar (kgm ) Reibmoment Lager M RL (Nm) Steifigkeit 2) R G Max. Drehzahl 3) n max (min 1 ) d 0 x P x D w - i (N/μm) x 10R x 3, ,8 22,5 1, x 20R x 3, ,9 22, x 32R x 3, ,3 25, x 10R x 6-5 7,3 42,7 1, x 20R x 6-3 7,5 43, x 40R x 6-3 8,4 50, x 10R x 6-6 8,3 67,6 1, x 20R x 6,5-5 9,1 76, x 40R x 6,5-3 9,5 79, x 10R x ,8 139,0 2, x 20R x 6,5-5 13,5 156, x 40R x 6,5-3 13,9 161, ) Tragzahlen berechnet nach DIN ) Lager mit Mutter bei 5% Vorspannung 3) Begrenzung durch die max. Drehzahl des Lagers. Lager vorgespannt ohne äußere Betriebslast. Einschaltdauer 25%; max. Beharrungstemp. +50 C FAR- Größe KGT-Größe Maße (mm) B L B N d L3 +0,3/0,1 d 1 d 2 D 1 h6 d 0 x P x D w - i x 10R x 3, ,8 31,0 27, x 20R x 3, x 32R x 3, x 10R x ,8 38,0 33, x 20R x x 40R x x 10R x ,8 48,0 43, x 20R x 6,5-5 43,3 50 x 40R x 6, x 10R x ,0 61,0 56, x 20R x 6,5-5 56,4 63 x 40R x 6,5-3

15 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 15 Lager D 7 S L Schmierbohrung K L D 6 6x60 d L3 S L Schmierbohrung D5 DN DL Riemenrad L 3 B L B N 8 x 45 D w L FAR d2 d1 d 0 Freistich Form F DIN 609 Option (Bearbeitung Stirnseite) S t S S Gewindefreistich DIN 76 kurz Z t Z 51 D 1 G 1 Z L 1 LZF L G1 K F keine Flüssigkeitskühlung der Spindel auf Anfrage FAR-Größe Maße (mm) Form Spindelende Zentrierbohrung Innensechskant D 5 D 6 D 7 D L D N G 1 K L L FAR L G1 L ZF L 1 L 3 S L Z t Z S t S h6 0, M M20x M6 M M M30x1, M6 M M M35x1, M6 M M M40x1, M6 M

16 16 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Mutter FAR Technische Daten und Maße Anschlussmaße der Antriebseinheit FAR mit Riemenvorgelege und AC-Servomotor mit Bremse Größe 32 und 40 An dem stationären Schmieranschluss am Lageraußenring im Stillstand mit Fett der NLGI Klasse 2 nachschmierbar optional Spindel fl üssigkeitsgekühlt; auf Anfrage Schmierung über Spindel Weitere technische Daten und Zubehör zu dem verwendeten Servo-Antrieb fi nden Sie in den Katalogen Steuerungen, Motoren, elektrisches Zubehör (R310DE 2710) Synchronmotoren MSK - Projektierung (R ) Rexroth IndraDrive und Rexroth IndraDyn (R ) d 0 = Nenndurchmesser P = Steigung (R = rechts) D W = Kugeldurchmesser i = Anzahl der Umläufe FAR-Größe KGT-Größe Motor Motortyp Drehmoment (Nm) Maximaldrehzahl 2) M MN 1) M Mmax 1) n Mmax Massenträgheitsmoment (kgm 2 )10 4 Motor Bremse Masse (kg) Motor Bremse m BR d 0 x P x D W - i Nenn Maximal (min 1 ) J M J BR m M x 10R x 3,969-5 MSK 076C 12 43, ,6 14 1,1 32 x 20R x 3, x 32R x 3, x 10R x x 20R x x 40R x 6-3 1) Motordaten sind steuerungsabhängig. 2) Drehzahl der Mutterneinheit beachten

17 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben A A 2 A 1 47 W2 D N D L F ,5 160 FAR- Größe KGT Größe Vorgelegeuntersetzung i RV Gewicht Riemenvorgelege m RV (kg) Reduziertes Massenträgheitsmoment am Motorzapfen J RV (kgm 2 )10 4 Zulässiges Moment M RV Reibmoment 3) M RRV Maße (mm) A A 1 A 2 F 2 D N D L W 2 d 0 x P x D W - i (Nm) (Nm) x 10R x 3, , , x 20R x 3, x 32R x 3, x 10R x 3, ,25 7, x 20R x 3, x 32R x 3, x 10R x 3, , x 20R x 3, x 32R x 3, x 10R x , , x 20R x x 40R x x 10R x 6-5 1,25 8, x 20R x x 40R x x 10R x , x 20R x x 40R x ) Reibmoment am Motorzapfen

18 18 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Mutter FAR Konfi guration und Bestellung Größe Kugelgewindetrieb FAR 32 FAR 40 FAR 50 FAR 63 d 0 x P Länge 1) 32x10 32x20 32x32 40x10 40x20 40x40 50x10 50x20 50x40 63x10 63x20 63x40 mm (Bild 1) L Ges = L Gew = L Hmax = Mutter Spindel Dichtung Vorspannung Toleranzklasse Spindelende links Spindelende rechts Schmierung Standard-Dichtung 01 ohne Dichtung 00 2% Vorspannung 03 3% Vorspannung 06 5% Vorspannung 02 T5 T7 Z Keine K Zentrierung nach DIN 332-D F Innensechskant S Flüssigkeitskühlung (auf Anfrage) Z Keine K Zentrierung nach DIN 332-D F Innensechskant S Flüssigkeitskühlung (auf Anfrage) Konserviert 00 Grundbefettet und konserviert 01 1) Nur eine Längenangabe erforderlich Bestellbeispiel: Hinweis für die Bestellung: Zur Bestellung die Optionsnummern in den Kästchen (z.b. 02 ) angeben. Feste Werte Steigungsrichtung rechts Umläufe fi x Mutter FAR-B-S Spindel gerollt Spindelende links Spindelende rechts Endenform 51 Endenform 51 Variable Werte Auswahl Bestellangaben FAR-Größe FAR 40 FAR 40 KGT 40 x x 20 Länge Gesamtlänge 560 mm L Ges = 560 Dichtung Standard-Dichtung 01 Vorspannung 5% 02 Toleranzklasse T5 T5 Spindelende links Innensechskant S Spindelende rechts Innensechskant S Schmierung Grundbefettet und konserviert 01 Antrieb mit Riemenvorgelege RV Anbausatz für i = 1, Motor MSK 076C mb 093 Dokumentation Steigungsprotokoll (inkl. Standard-Prüfprotokoll) 001

19 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 19 Motoranbau Motor Dokumentation Antrieb Untersetzung Anbausatz Motor Dokumentation Messprotokoll OF RV i =1 010 MSK 076C mb 093 i =1, i =2 012 Steigungsprotokoll 001 OF RV i =1 010 MSK 076C mb 093 i =1, i =2 012 OF Standard 000 (Abnahmeprüfprotokoll) 2) Drehmomentprotokoll 002 OF Steigungs- und Drehmomentprotokoll 003 2) Wird grundsätzlich mitgeliefert Bild 1 L H2 L H1 L Gew L Ges L Hmax = L H1 + L H2 L Hmax von der Einbausituation abhängig, siehe Längenberechnung

20 20 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel AOK Produktübersicht AOK Die Antriebseinheit AOK ist der klassische Kugelgewindetrieb mit Stehlagern und vorkonfektionierter Mutternaufnahme. Der Antrieb kann nach Wahl des Kunden mitgeliefert werden. Mit den Antriebseinheiten AOK sind wirtschaftliche Antriebslösungen mit sehr geringem Konstruktions- und Fertigungsaufwand bei kurzen Lieferzeiten realisierbar. Alle Wünsche an den klassischen Kugelgewindetrieb sind optimal in einer Einheit berücksichtigt. In Verbindung mit den Rexroth-Schienenführungen sind alle konstruktiven Freiheiten für das Maschinendesign gegeben. Vorteile Länge frei wählbar (ohne Längenraster) Hohe Positionier- und Wiederholgenauigkeit durch Kugelgewindetrieb mit spielfreiem Mutternsystem Einfacher Motoranbau durch Zentrierung und Befestigungsgewinde am Stehlager Schnelle Montage und leichtes Ausrichten der Antriebseinheit durch bearbeitete Anschlagkanten an Mutternaufnahme und Stehlagergehäusen Hohe Verfahrgeschwindigkeiten durch doppelte Loslagerung Optimaler Ablauf und hohe Tragzahlen Aufbau Rexroth-Präzisions-Kugelgewindetrieb (KGT) mit Spindeln verschiedener Toleranzklassen und der zylindrischen Einzelmutter, auch spielfrei und vorgespannt Mutternaufnahme aus Aluminium, allseitig bearbeitet mit beidseitigen Anschlagkanten Stehlagergehäuse aus stabilem Aluminium-Strangpressprofi l mit beidseitigen Anschlagkanten und Befestigungsbohrungen sowie Zentrierung für Motoranbau Antriebselemente wählbar Flansch und Kupplung fertig montiert mit Motoranbau Riemenvorgelege mit verschiedenen Untersetzungen fertig montiert mit Motoranbau Wartungsfreie digitale AC- Servoantriebe mit integrierter Bremse und angebautem Feedback Antrieb mit Flansch/Kupplung Antrieb mit Riemenvorgelege

21 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 21 Der Gestellunterbau lässt sich auch einfach und schnell mit unserem bewährten Aluminium-Profi lbaukasten realisieren. Siehe Katalog Mechanik Grundelemente (MGE ).

22 22 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel AOK Auslegung Die Antriebseinheiten AOK werden mit den für Kugelgewindetriebe gültigen Kriterien ausgelegt: Lebensdauerberechnung Die Lebensdauerberechnung für die Antriebseinheit erfolgt analog einem klassischen Kugelgewindetrieb. Hierfür werden die mittlere Drehzahl und die mittlere Belastung berechnet, siehe Kapitel Berechnung. Da es sich um eine Kompletteinheit handelt, muss für die Berechnung die niedrigste Tragzahl von Mutter oder Lagerung eingesetzt werden. Die entsprechenden Werte sind in der nebenstehenden Tabelle (rechts oben) aufgeführt. Zulässige Geschwindigkeit Bei Kugelgewindetrieben wird die zulässige Geschwindigkeit von verschiedenen Faktoren beeinfl usst: von der Steigung der Spindel von der maximal zulässigen Mutterndrehzahl (d x n Wert), von der zulässigen Drehzahl der Endenlager von der längenabhängigen kritischen Drehzahl aufgrund der Spindeldurchbiegung. Die für jede Größe zulässigen Geschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Länge der Antriebseinheit sind in den Diagrammen dargestellt, siehe Diagramme Seite 40ff. Eine einfache Abschätzung des Erreichbaren ist so möglich. Zulässiges Antriebsmoment Das maximal zulässige Antriebsmoment am Motorzapfen berücksichtigt ebenfalls mehrere Einfl üsse in sehr übersichtlicher Weise, siehe Diagramme Seite 42ff. Hier wird für jede Größe und Länge der klassische Eulersche Knickfall der Spindel mit der vorhandenen Lagerkonfi guration, aber auch die konkrete Ausführung des Antriebszapfens mit zusätzlichem Riemenzug übersichtlich dargestellt. Reibmomente, Trägheitsmomente und bewegte Massen fi nden Sie in den jeweiligen Tabellen auf den folgenden Seiten dargestellt. Berechnungsbeispiel Es zeigt das Zusammenspiel von allen gewählten Bauteilen für einen Anwendungsfall. Sie fi nden es im Kapitel Berechnung und Beispiele.

23 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 23 Die Antriebseinheiten AOK werden mit der Mutternaufnahme MGA-Z montiert und mit allen Anbauteilen geliefert, siehe Konfi guration und Bestellung. d 0 = Nenndurchmesser P = Steigung (R = rechts) = Kugeldurchmesser D W i = a x b a - tragende Umläufe pro Gang b - Anzahl der tragenden Gänge auf der Spindel MGA-Z Mutternaufnahme mit zylindrischer Einzelmutter Größe AOK Materialnummer der Tragzahlen AOK (N) Masse Mutternaufnahme d 0 x P x D W - i eingesetzten Mutter dyn. C stat. C 0 mit Mutter (kg) 20 x 5R x 3-4 R ,31 20 x 20R x 3,5-3 R ,54 20 x 40R x 3,5-1x4 R ,46 32 x 5R x 3,5-4 R ,69 32 x 10R x 3,969-5 R ,90 32 x 20R x 3,969-3 R ,97 32 x 32R x 3,969-3 R ,28 40 x 5R x 3,5-5 R ,14 40 x 10R x 6-4 R ,20 40 x 20R x 6-3 R ,45 40 x 40R x 6-3 R ,17 Weitere geeignete Mutterntypen, beispielweise Flansch-Einzelmuttern sowie dazugehörige Mutterngehäuse aus Stahl fi nden Sie im Katalog Kugelgewindetriebe. Es sind vielfältigen Kombinationen möglich, die Lieferung dieser Muttern erfolgt unmontiert. Bitte anfragen. Für die Berechnung muss die niedrigste Tragzahl von Mutter oder Lagerung eingesetzt werden. Beispiel: FSZ-E-S Flansch-Einzelmutter ECOplus-Baureihe Größe d 0 x P x D W - i Materialnummer Mutter Tragzahlen 1) (N) dyn. C stat. C 0 20 x 5R x 3-4 R x 5R x 3,5-4 R x 10R x 3,969-5 R x 20R x 3,969-2 R x 5R x 3,5-5 R x 10R x 6-4 R x 20R x 6-3 R ) Tragzahlenangabe mit Lager SEC-F Beispiel: FEP-E-S Flansch-Einzelmutter Speed-Baureihe Größe d 0 x P x D W - i Materialnummer Mutter Tragzahlen 1) (N) dyn. C stat. C 0 20 x 40R x 3,5-1 x 4 R x 32R x 3,969-1,2 x 4 R ) Tragzahlenangabe mit Lager SEC-F

24 24 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel AOK Hub- und Längenberechnung Eine einfache Längenberechnung ermöglicht die Festlegung der wesentlichen Hauptabmessungen. L = L Hmax + L A + L N L AOK = L + L 2 + B 1 + B 11 L Hmax = Maximal geforderter Hub des Kunden L A = Länge der Mutternaufnahme L N = nicht nutzbare Länge aufgrund des notwendigen Überlaufs

25 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 25 L 2 B 1 L N /2 L Hmax /2 L Hmax /2 L N /2 B 11 L A L L 20 L 1 L 11 L 31 L Gew L Ges L AOK AOK-Größe KGT-Größe Maße (mm) d 0 x P L A L N B 1 B 11 L 1 L 2 L 11 L 20 L x 5/20/ x 5/10/20/ x 5/10/20/ d 0 = Nenndurchmesser P = Steigung (rechts) Beispiel einer Hub- und Längenberechnung für AOK 32x20 Der geforderte Hub beträgt 1650 mm. L L L = L Hmax + L A + L N = 1650 mm mm mm = 1928 mm L AOK = L + L 2 + B 1 + B 11 L AOK = 1928 mm + 58 mm + 60 mm + 70 mm L AOK = 2116 mm

26 26 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel AOK Hub- und Längenberechnung Spindel mit freiem Ende Eine einfache Längenberechnung ermöglicht die Festlegung der wesentlichen Hauptabmessungen. L = L Hmax + L A + L N /2 L AOK = L + L 2 + B 1 L Hmax = Maximal geforderter Hub des Kunden L A = Länge der Mutternaufnahme L N = nicht nutzbare Länge aufgrund des notwendigen Überlaufs

27 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 27 L 2 B 1 L N /2 L Hmax /2 L Hmax /2 L A L 20 L 1 L L Gew L Ges L AOK AOK-Größe KGT-Größe Maße (mm) d 0 x P L A L Gew max L N B 1 L 1 L 2 L 11 L 20 L x 5/20/ x 5/10/20/ x 5/10/20/ d 0 = Nenndurchmesser P = Steigung (rechts) L N bei freiem Spindelende: 1/2 Wert Beispiel einer Hub- und Längenberechnung für AOK 32x20 Der geforderte Hub beträgt 700 mm. L = L Hmax + L A + L N /2 L = 700 mm mm mm/2 L = 914 mm L AOK = L + L 2 + B 1 L AOK = 914 mm + 58 mm + 60 mm L AOK = 1032 mm

28 28 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel AOK Technische Daten und Maße Die Anschlussmaße der Antriebseinheit und die Toleranzanforderungen an die Anschlusskonstruktion fi nden Sie auf dieser Seite. Für Anfragen sind entsprechende CAD fi les im AutoCAD Format verfügbar. L Bef = L + B 2 + (B 11 /2) L Bef = L AOK - L 2 - B 1 + B 2 - (B 11 /2) d 0 = Nenndurchmesser P = Steigung (rechts) Anschlussmaße für Anbauten Verschraubung der Mutternaufnahme von oben O2 Verschraubung der Mutternaufnahme von unten SA1 HA1 HA HA1 TA2 HA N7 N8 O1 SA2 AOK- KGT-Größe Maße (mm) Größe d 0 x P H A H A1 N 7 N 8 O 1 O 2 S A1 S A2 T A x5/20/ M8x75 M10x35 M10 8, x5/10/20/ M10x85 M12x40 M12 10, x5/10/20/ M14x110 M16x45 M16 14,5 86 Parallelität von Kundenaufbau, Stehlagern und Schienenführungen: KGT-Größe Maße (mm) H ±0,01 M 20 ±0,01 d 0 x P 20x5/20/ x5/10/20/ ,5 40x5/10/20/ // 0,01 // 0,01 M 20 H // 0,01

29 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 29 Fest-Frei-Lagerung L L AOK Fest-Los-Lagerung L A L 2 L 22 B 1 M6 8 tief L 3 L A5 =0 B 11 H A5 S 3, T 3 tief (4x) M 2 B A B A1 40 B 2 S B 12 M 3 M 13 H 1 D 1 D 22 H H 2 10 V 2 L AOK L S A6 H 3 M 1 V 1 M 1 2xM 1 L Bef 20 E A2 Senkung für O-Ring 7x1,5 S 1 (4x) S 2 (2x) E A1 S A1 T A1 tief (4x) AOK- KGT-Größe Maße (mm) Größe B 1 B 2 B 11 B 12 B A B A1 D 1 D 22 E A1 E A2 H 1 H 2 H 3 H A5 d 0 x P ±0,02 0,013 h7 ±0, x5/20/ , x5/10/20/ , x5/10/20/ , AOK- KGT-Größe Maße (mm) Größe L 2 L 3 L 22 L A M 1 M 2 M 3 M 13 S 1 S 2 S 3 S 11 S A1 S A6 T 3 T A1 V 1 V 2 d 0 x P ±0, x5/20/ , ,5 9,7 M8 10,5 M x5/10/20/ , ,5 9,7 M8 10,5 M x5/10/20/ , ,0 11,7 M10 13,0 M Spindelenden: Form Form 31 81

30 30 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel AOK Technische Daten und Maße mit Flansch-Kupplung und Motor Die Abmessungen der Antriebseinheit in der Kombination mit Flansch-Kupplung und Motor fi nden Sie auf dieser Seite. Für Anfragen sind entsprechende CAD fi les im AutoCAD Format verfügbar. Weitere technische Daten und Zubehör zu dem verwendeten Servo-Antrieb MSM fi nden Sie in den Katalogen ARS, EcoDrive Cs (R310D0 2725) EcoDrive Cs - Projektierung (R ) EcoDrive Cs - Antriebsregelgeräte MGP 01 VRS (R ) Weitere technische Daten und Zubehör zu den verwendeten Servo-Antrieben MSK fi nden Sie in den Katalogen Steuerungen, Motoren, elektrisches Zubehör (R310DE 2710) Synchronmotoren MSK - Projektierung (R ) Rexroth IndraDrive und Rexroth IndraDyn (R ) d 0 = Nenndurchmesser P = Steigung (rechts) Reibmomente am Motorzapfen AOK-Größe KGT-Größe Reibmomente am Motorzapfen M RS d 0 x P (Nm) 20 20x5 0,40 20x20 0,50 20x40 0, x5 0,80 32x10 0,90 32x20 0,90 32x32 1, x5 1,20 40x10 1,50 40x20 1,30 40x40 1,60 Technische Daten Kupplung AOK- Größe KGT-Größe Motortyp Nennmomenheitsmoment Massenträg- M KN J K (Nm) (kgm ) Masse m K (kg) d 0 x P 20 20x5/20/40 MSM 040B mit/ohne Bremse 14,5 0,63 0,265 MSK 040C mit/ohne Bremse 19,0 0,60 0,260 MSK 050C mit/ohne Bremse 50,0 2,00 0, x5/10/20/32 MSK 060C mit/ohne Bremse 50,0 2,00 0,700 MSK 076C mit Bremse 98,0 3,90 0, x5/10/20/40 MSK 076C mit Bremse 98,0 3,90 0,900

31 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 31 Technische Daten Motoren Umgebungstemperatur T um 0 bis +45 C; Schutzart IP 65 Motor MSM 040B MSK 040C MSK 050C MSK 060C MSK 076C Materialnummer mit Bremse R R R R R Materialnummer ohne Bremse R R R R Maximaldrehzahl n max (min 1 ) Nennmoment M MN (Nm) 2,4 2,7 5,0 8,0 12,0 1) Maximales Drehmoment M Mmax (Nm) 7,1 8,1 15,0 24,0 43,5 Trägheitsmoment Motor J M (10 4 kgm 2 ) 0,67 1,4 3,3 8,0 43,0 Trägheitsmoment Bremse J Br (10 4 kgm 2 ) 0,08 0,23 1,07 0,59 3,60 Haltemoment Bremse M Br (Nm) 2,45 4,00 5,00 10,00 11,00 Masse Motor m M (kg) 3,1 3,6 5,4 8,4 14,0 Masse Bremse m Br (kg) 0,7 0,3 0,7 0,4 1,1 1) abhängig vom gewählten Regler Flansch- und Motormaße MSK 45 S E1 HE L MF L B L E D ES MSM 45 S E1 HE L MF L B L E D ES AOK-Größe KGT-Größe Motortyp Maße (mm) D ES H E L B L E L MF S E1 d 0 x P ohne Bremse mit Bremse 20 20x5/20/40 MSM 040B ,5 191,5 90 6,0 MSK 040C ,5 215,5 90 6,6 MSK 050C ,0 233, , x5/10/20/32 MSK 060C ,0 259, ,0 MSK 076C , , x5/10/20/40 MSK 076C , ,0

32 32 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel AOK Technische Daten und Maße mit Riemenvorgelege und Motor Die Abmessungen der Antriebseinheit in der Kombination mit Riemenvorgelege und Motor fi nden Sie auf dieser Seite. Für Anfragen sind entsprechende CAD fi les im AutoCAD Format verfügbar. Weitere technische Daten und Zubehör zu dem verwendeten Servo-Antrieb MSM fi nden Sie in den Katalogen ARS, EcoDrive Cs (R310D0 2725) EcoDrive Cs - Projektierung (R ) EcoDrive Cs - Antriebsregelgeräte MGP 01 VRS (R ) Weitere technische Daten und Zubehör zu den verwendeten Servo-Antrieben MSK fi nden Sie in den Katalogen Steuerungen, Motoren, elektrisches Zubehör (R310DE 2710) Synchronmotoren MSK - Projektierung (R ) Rexroth IndraDrive und Rexroth IndraDyn (R ) d 0 = Nenndurchmesser P = Steigung (rechts) i RV = Untersetzung Technische Daten Riemenvorgelege AOK-Größe KGT-Größe Motortyp Untersetzung Reduziertes Trägheitsmoment J RV (kgm ) Zulässiges Moment M RV (Nm) Reibmoment d 0 x P i RV 20 20x5 MSM 040B 1 0,024 2,1 0,4 20x20 3,6 20x40 4,1 20x5 MSK 040C 0,024 2,1 20x20 3,6 20x40 4,1 20x5 MSK 050C 0,140 2,3 0,5 20x20 4,3 20x40 5, x5 MSK 060C 1 0,140 12,0 0,5 32x10/20/32 19,0 32x5 2 0,026 6,0 32x10 11,0 32x20/32 13, x5 MSK 076C 1 0,778 26,0 0,6 40x10 52,0 40x20 67,0 40x40 67,0 40x5 2 0,126 13,0 40x10 26,0 40x20 33,5 40x40 33,5 M RRV (Nm)

33 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 33 Technische Daten Motoren Umgebungstemperatur T um 0 bis +45 C; Schutzart IP 65 Motor MSM 040B MSK 040C MSK 050C MSK 060C MSK 076C Materialnummer mit Bremse R R R R R Materialnummer ohne Bremse R R R R Maximaldrehzahl n max (min 1 ) Nennmoment M MN (Nm) 2,4 2,7 5,0 8,0 12,0 1) Maximales Drehmoment M Mmax (Nm) 7,1 8,1 15,0 24,0 43,5 Trägheitsmoment Motor J M (10 4 kgm 2 ) 0,67 1,4 3,3 8,0 43,0 Trägheitsmoment Bremse J Br (10 4 kgm 2 ) 0,08 0,23 1,07 0,59 3,60 Haltemoment Bremse M Br (Nm) 2,45 4,00 5,00 10,00 11,00 Masse Motor m M (kg) 3,1 3,6 5,4 8,4 14,0 Masse Bremse m Br (kg) 0,7 0,3 0,7 0,4 1,1 1) abhängig vom gewählten Regler Maße Motoren und Riemenvorgelege A1 B RV entspricht der Breite des Riemenvorgeleges 45 A A2 S E1 HE D ES L RV L E AOK-Größe KGT-Größe Motortyp Maße (mm) Gewicht A A 1 A 2 B RV D ES H E L E L RV S E1 m RV d 0 x P i=1 i=2 ohne Bremse mit Bremse (kg) 20 20x5/20/40 MSM 040B ,5 122, ,5 191,5 51 6,0 a.a. MSK 040C ,5 122, ,5 215,5 51 6,6 a.a. MSK 050C ,0 155, ,0 233,0 56 9,0 a.a x5/10/20/32 MSK 060C ,0 165, ,0 259,0 66 9,0 a.a x5/10/20/40 MSK 076C ,0 240, , ,0 a.a.

34 34 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel AOK Zulässige Geschwindigkeit v zul AOK 20, AOK 32, AOK 40 AOK-Größe 20 vzul (m/min) 19,0 76,0 152,0 15,2 60,8 121,6 11,4 45,6 91,2 7,6 30,4 60,8 3,8 15,2 30,4 20x5 0,0 20x20 0,0 0,0 20x L (mm) AOK-Größe 32 vzul (m/min) 15,0 30,0 60,0 96,0 12,0 24,0 48,0 76,8 9,0 18,0 36,0 57,6 6,0 12,0 24,0 38,4 3,0 6,0 12,0 19,2 0,0 0,0 0,0 0, x5 32x10 32x20 32x32 L (mm) Spindel mit Fest-Los-Lagerung Spindel mit Fest-Frei-Lagerung

35 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 35 AOK-Größe 40 vzul (m/min) 11,0 22,0 44,0 88,0 8,8 17,6 35,2 70,4 6,6 13,2 26,4 52,8 4,4 8,8 17,6 35,2 2,2 4,4 8,8 17,6 0,0 0,0 0,0 0,0 40x5 40x10 40x20 40x L (mm) Bei 40x5, nur bis Länge 5000 mm Spindel mit Fest-Los-Lagerung Spindel mit Fest-Frei-Lagerung

36 36 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel AOK Zulässiges Antriebsmoment M zul AOK 20 Abhängig von der Antriebsart OF, MF oder RV, muss die zugehörige Linie abgelesen werden. KGT-Größe 20x5 M zul (Nm) 5 4 OF; MF: 3,9 Nm AOK 3 RV für MSK 050C i RV = 1: 2,3 Nm 2 RV für MSM 040B, MSK 040C i RV = 1: 2,1 Nm L (mm) KGT-Größe 20x20 M zul (Nm) 10 9 OF; MF : 9,5 Nm AOK RV für MSK 050C i RV = 1: 4,3 Nm 4 3 RV für MSM 040B, MSK 040C i RV = 1: 3,6 Nm L (mm) Spindel mit Fest-Los-Lagerung Spindel mit Fest-Frei-Lagerung

37 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 37 KGT-Größe 20x40 M zul (Nm) OF; MF: 9,8 Nm AOK 8 6 RV für MSK 050C i RV = 1: 5,0 Nm 4 RV für MSM 040B, MSK 040C i RV = 1: 4,1 Nm L (mm) OF MF RV Spindel mit Fest-Los-Lagerung Spindel mit Fest-Frei-Lagerung

38 38 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel AOK Zulässiges Antriebsmoment M zul AOK 32 Abhängig von der Antriebsart OF, MF oder RV, muss die zugehörige Linie abgelesen werden. KGT-Größe 32x5 M zul (Nm) OF; MF: 13 Nm RV für MSK 060C i RV = 1: 12 Nm 10 AOK 8 6 RV für MSK 060C i RV = 2: 6 Nm L (mm) KGT-Größe 32x10 M zul (Nm) OF; MF: 26 Nm 20 RV für MSK 060C i RV = 1: 19 Nm AOK RV für MSK 060C i RV = 2: 11 Nm L (mm) Spindel mit Fest-Los-Lagerung Spindel mit Fest-Frei-Lagerung

39 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 39 KGT-Größe 32x20 M zul (Nm) OF; MF: 37 Nm 30 AOK RV für MSK 060C i RV = 1: 19 Nm 15 RV für MSK 060C i RV = 2: 13 Nm L (mm) KGT-Göße 32x32 M zul (Nm) OF; MF: 37 Nm AOK RV für MSK 060C i RV = 1: 19 Nm 15 RV für MSK 060C i RV = 2: 13 Nm Spindel mit Fest-Los-Lagerung Spindel mit Fest-Frei-Lagerung L (mm) OF MF RV

40 40 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel AOK Zulässiges Antriebsmoment M zul AOK 40 Abhängig von der Antriebsart OF, MF oder RV, muss die zugehörige Linie abgelesen werden. KGT-Größe 40x5 M zul (Nm) 30 OF; MF; RV für MSK 076C i RV = 1: 26,0 Nm AOK 15 RV für MSK 076C i RV = 2: 13 Nm L (mm) KGT-Größe 40x10 M zul (Nm) OF; MF; RV für MSK 076C i RV = 1: 52,0 Nm 40 AOK RV für MSK 076C i RV = 2: 26,0 Nm L (mm) Spindel mit Fest-Los-Lagerung Spindel mit Fest-Frei-Lagerung

41 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 41 KGT-Größe 40x20 M zul (Nm) OF; MF: 103 Nm RV für MSK 076C i RV = 1: 67 Nm AOK 40 RV für MSK 076C i RV = 2: 33,5 Nm L (mm) KGT-Größe 40x40 M zul (Nm) OF; MF: 142 Nm 120 AOK RV für MSK 076C i RV = 1: 67 Nm RV für MSK 076C i RV = 2: 33,5 Nm Spindel mit Fest-Los-Lagerung Spindel mit Fest-Frei-Lagerung L (mm) OF MF RV

42 42 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel AOK Konfi guration und Bestellung Größe Kugelgewindetrieb AOK 20 d 0 x P Länge 1) (mm) (Bild1, Bild2) Mutter Spindel Dichtung Vorspannung Toleranzklasse rechte Seite Endenform Schmierung 20x5 20x20 20x40 AOK mit Fest-Los- Lagerung AOK 32 32x5 32x10 32x20 32x32 L = L AOK = L Hmax = L Ges = L Gew = Standard-Dichtung Verstärkte Dichtung Leichtlaufdichtung 3) ohne Dichtung Standard-Axialspiel Reduziertes Axialspiel 2% Vorspannung 3% Vorspannung 2) 5% Vorspannung 2) T5 T7 T9 AOK mit Fest-Frei- Lagerung Grundbefettet und konserviert Konserviert AOK 40 40x5 40x10 40x20 40x40 1) Nur eine Längenangabe erforderlich Bestellbeispiel: Hinweis für die Bestellung: Zur Bestellung die Optionsnummern in den Kästchen (z.b. 01 ) angeben. 2) nicht möglich für AOK20x40 3) nicht möglich für AOK 20 Feste Werte Steigungsrichtung rechts Umläufe fi x Mutter ZEM-E-S Mutterngehäuse MAG-Z Spindel gerollt Linkes Lager SEC-F Rechtes Lager SEC-L (bei Fest-Los-Lagerung) Endenform 81 Endenform 31 Stirnseite K Stirnseite K Variable Werte Auswahl Bestellangaben Größe AOK 20 AOK 20 KGT 20x20 20x20 Länge Gesamtlänge 350 mm L Ges = 350 Dichtung Standard-Dichtung 01 Vorspannung Reduziertes Axialspiel 01 Spindel-Toleranzklasse T5 T5 Spindel-Endenform rechte Seite Fest-Los-Lagerung 31 Schmierung Grundbefettet, konserviert 01 Antrieb mit Flansch MF01 Anbausatz für Motor MSM 040B mb 006 Motor MSM 040B mb 075 Dokumentation Drehmomentprotokoll (inkl. Standard-Prüfprotokoll) 002

43 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 43 Motoranbau Motor Dokumentation Antrieb (Bild 3, Bild 4) Untersetzung Anbausatz Motor Dokumentation Messprotokoll OF MF MSM 040B ob 074 MSM 040B mb MSK 040C ob 086 MSK 040C mb MSK 050C ob 088 MSK 050C mb 089 RV01 i =1 032 MSM 040B ob 074 RV02 MSM 040B mb 075 RV MSK 040C ob 086 RV04 MSK 040C mb MSK 050C ob 088 MSK 050C mb 089 OF MF MSK 060C ob 090 MSK 060C mb MSK 076C mb 093 RV01 RV02 i =1 023 MSK 060C ob 090 RV03 RV04 MSK 060C mb 091 i =2 024 Standard (Abnahmeprüfprotokoll) 4) 000 Steigungsprotokoll 001 Drehmomentprotokoll 002 OF MF MSK 076C mb 093 RV01 RV02 i =1 023 RV03 RV04 i = ) Wird grundsätzlich mitgeliefert Längen Bild 1 L Hmax /2 L Hmax /2 Steigungs- und Drehmomentprotokoll 003 L L Gew L Ges L AOK Bild 2 L Hmax /2 L Hmax /2 L Ges L Gew L AOK L Motoranbau / Anbausatz Riemenvorgelege Bild 3 Bild 4 ohne Flansch OF01 mit Flansch MF01 RV01 RV02 RV03 RV04

44 44 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel AGK Produktübersicht AGK Die Antriebseinheit AGK ist zusätzlich mit einem Gehäuse und Bandabdeckung ausgestattet. Mitlaufende Spindelunterstützungen ermöglichen optional auch bei großen Hüben höchste Geschwindigkeiten. Mit den Antriebseinheiten AGK sind wirtschaftliche Antriebslösungen mit sehr geringem Konstruktions- und Fertigungsaufwand bei kurzen Lieferzeiten realisierbar. Alle Wünsche an maximale Geschwindigkeit, Schutz vor Umgebungseinfl üssen und Betriebssicherheit sind optimal in einer Einheit vorgesehen. In Verbindung mit den Rexroth-Schienenführungen sind alle konstruktiven Freiheiten für den Aufbau der Maschine gegeben. Vorteile Optimale Abdichtung durch Bandabdeckung in Stahl oder Polyurethan Mitlaufende Spindelunterstützungen für maximale Geschwindigkeiten im Horizontalbetrieb Optimaler Ablauf, hohe Tragzahlen, hohe Positionier- und Wiederholgenauigkeit durch vorgespannte Rexroth-Präzisionsmuttern für anspruchsvolle Positionieraufgaben Schnelle Montage und leichtes Ausrichten der Antriebseinheit durch bearbeitete Anschlagkante am Stehlagergehäuse Hohe Verfahrgeschwindigkeiten durch doppelte Loslagerung Länge der Antriebseinheit AGK frei wählbar (kein Längenraster) Einfacher Motoranbau durch Zentrierung und Befestigungsgewinde Aufbau Rexroth-Präzisions-Kugelgewindetrieb (KGT) mit Spindeln verschiedener Toleranzklassen und der zylindrischen Einzelmutter, auch spielfrei vorgespannt Spindelunterstützungen in wählbarer Anzahl zur Steigerung der maximalen Geschwindigkeit auch bei langen Hüben (kritische Drehzahl) Bandabdeckung aus Stahl oder Polyurethan in Verbindung mit Schutzprofi l aus Aluminium-Strangpressprofi l Mutternaufnahme aus Aluminium- Strangpressprofi l, allseitig bearbeitet mit beidseitigen Anschlagkanten Stehlagergehäuse aus stabilem Aluminium-Strangpressprofi l mit beidseitigen Anschlagkanten und Befestigungsbohrungen sowie Zentrierung für Motoranbau Antriebselemente wählbar Flansch und Kupplung fertig montiert mit Motoranbau Riemenvorgelege mit verschiedenen Untersetzungen fertig montiert mit Motoranbau Wartungsfreie digitale AC- Servoantriebe mit integrierter Bremse und angebautem Feedback Antrieb mit Flansch/Kupplung Antrieb mit Riemenvorgelege

45 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 45 Einbaubeispiele Der Tisch stützt sich symmetrisch auf zwei Schienenführungen mit vier Führungswagen ab. Die Mutternaufnahme des Kugelgewindetriebes ist nach oben orientiert. Die Bandabdeckung sorgt dabei für weitreichenden Schutz der Einheit. Die optional wählbaren, mitlaufenden Spindelunterstützungen ermöglichen auch bei großen Hüben sehr hohe Geschwindigkeiten. Die Motoranbauten können zweckmäßig und raumsparend angeordnet werden. Der Gestellunterbau lässt sich einfach und schnell mit unserem bewährten Aluminium-Profi lbaukasten realisieren. Siehe Katalog Mechanik Grundelemente ( MGE ). Je nach konstruktiven Anforderungen kann das Mutterngehäuse wie üblich nach oben, aber auch seitlich orientiert werden. Interessante Kombinationen mit den Schienenführungen sind so möglich.

46 46 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel AGK Produktübersicht Patentierte Spindelunterstützung Mit der patentierten Spindelunterstützung wird das Problem der kritischen Drehzahl im Horizontalbetrieb eines Kugelgewindetriebes auf bemerkenswerte Weise gelöst. Ohne Spindelunterstützung bedeutet eine Vergrößerung des Hubes normalerweise eine Reduktion der kritischen Drehzahl und damit der zulässigen Geschwindigkeit mit dem Quadrat der Länge. Es werden also gerade in Anwendungen, in denen hohe Geschwindigkeiten in kürzere Taktzeiten der Maschine umgesetzt werden könnten, die physikalische Grenzen des Kugelgewindetriebes wirksam. Diese Grenzen lassen sich bei geeigneter Unterstützung der rotierenden Spindel sehr effektiv verschieben. Bisher mangelte es allerdings in der Praxis an einer praktikablen Konstruktion, die die Verantwortung für das Funktionieren nicht dem Kunden überlässt. Rexroth stellt hier ein Produkt vor, das den Namen Antriebseinheit zu Recht trägt, da alle Details in einem Baukastensystem vorgedacht und professionell umgesetzt worden sind. Funktion der Spindelunterstützungen (SPU) bei Horizontalbetrieb: Die Spindelunterstützungen bewegen sich gesteuert von der Hubbewegung der Mutter auf der Spindel hin und her. Die Anzahl der eingesetzten Spindelunterstützungen wird paarweise gezählt, ein, zwei oder drei Paare sind je nach Anforderungen sinnvoll. Bewegt sich die Mutter aus der Mittellage, werden in der Bewegungsrichtung die Spindelunterstützungen zusammengeschoben und gleichzeitig hinter der Mutter Spindelunterstützungen in vorbestimmten Positionen abgesetzt. Selbst in der Hub-Endlage der Mutter auf einer Seite ist also die Spindel mehrfach radial abgestützt. Die vergleichsweise kurze, ungestützte Länge zwischen zwei Spindelunterstützungen erhöht damit die kritische Drehzahl sehr wirksam. In der Konsequenz sind echte Einschränkungen der maximal möglichen Geschwindigkeit praktisch nicht mehr vorhanden. Bei Vertikalbetrieb bieten die eingesetzten Stehlager einen zusätzlichen Vorteil: Im Loslager sind zwei Rillenkugellager angeordnet. Diese wirken bezüglich der kritischen Drehzahl fast wie ein Festlager, aber ohne die Spindel und die Maschine erheblichen Reckkräften auszusetzen.

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48 48 Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit angetriebener Spindel AGK Auslegung Die Antriebseinheiten AGK werden mit den für Kugelgewindetriebe gültigen Kriterien ausgelegt: Lebensdauerberechnung Die Lebensdauerberechnung für die Antriebseinheit erfolgt analog einem klassischen Kugelgewindetrieb. Hierfür werden die mittlere Drehzahl und die mittlere Belastung berechnet, siehe Kapitel Berechnung und Beispiele. Da es sich um eine Kompletteinheit handelt, muss für die Berechnung die niedrigste Tragzahl von Mutter oder Lagerung eingesetzt werden. Die entsprechenden Werte sind in der nebenstehenden Tabelle aufgeführt. Zulässige Geschwindigkeit Bei Gewindetrieben wird die zulässige Geschwindigkeit von verschiedenen Faktoren beeinfl usst: von der Steigung der Spindel von der maximal zulässigen Mutterndrehzahl (d x n Wert), von der zulässigen Drehzahl der Endenlager von der längenabhängigen kritischen Drehzahl aufgrund der Spindeldurchbiegung. Durch die Verwendung von Spindelunterstützungen (SPU) kann die kritische Drehzahl bei größeren Längen erhöht werden, da die SPU wie ein zusätzliches Loslager wirkt. Die für jede Größe erreichbaren Geschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Länge der Antriebseinheit und Anzahl der Spindelunterstützungen sind in den Diagrammen S. 64f dargestellt. Eine einfache Abschätzung des Erreichbaren ist so möglich. Zu beachten ist, dass SPUs nur im Horizontalbetrieb eingesetzt werden. Zulässiges Antriebsmoment Das maximal zulässige Antriebsmoment am Motorzapfen berücksichtigt ebenfalls mehrere Einfl üsse in sehr übersichtlicher Weise, siehe Diagramme S 66ff. Hier wird für jede Größe und Länge der klassische Eulersche Knickfall der Spindel mit der vorhandenen Lagerkonfi guration, aber auch die konkrete Ausführung des Antriebszapfens mit zusätzlichem Riemenzug übersichtlich in Diagrammform dargestellt. Vertikaler Einbau Bei vertikalem Einbau können systembedingt keine Spindelunterstützungen zum Einsatz kommen. Für die zulässigen Geschwindigkeiten und Antriebsmomente gelten dann die entsprechenden Werte ohne SPU. Reibmomente, Trägheitsmomente und bewegte Massen fi nden Sie in den jeweiligen Tabellen auf den folgenden Seiten dargestellt. Berechnungsbeispiel Ein Berechnungsbeispiel, das das Zusammenspiel von allen gewählten Bauteilen für einen Anwendungsfall zeigt, fi nden Sie im Kapitel Berechnung und Beispiele.

49 R310DE 3304 ( ) Antriebseinheiten mit Kugelgewindetrieben 49 Lebensdauerberechnung Eine Lebensdauerberechnung ermöglicht die Festlegung der Größe der Antriebseinheit. Die dynamische Tragzahl aus der Tabelle wird im Kapitel Berechnung mit den in der Anwendung auftretenden Belastungen verglichen. d 0 = Nenndurchmesser P = Steigung (R = rechts) D W = Kugeldurchmesser i = a x b a tragende Umläufe pro Gang b Anzahl der tragenden Gänge auf der Spindel AGK-Größe KGT-Größe Materialnummer Tragzahlen (N) d 0 x P x D W - i der eingesetzten Mutter dyn. C stat. C x 5R x 3-4 R x 20R x 3,5-3 R x 40R x 3,5-1x4 R x 5R x 3,5-4 R x 10R x 3,969-5 R x 20R x 3,969-3 R x 32R x 3,969-3 R x 5R x 3,5-5 R x 10R x 6-4 R x 20R x 6-3 R x 40R x 6-3 R