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FAQ - Häufig gestellte Fragen zu Kugelgewindetrieben

  1. Welches Schmierfett wird fur die THK-Stützlager verwendet?
    Standardmäßig sind die Stützlager mit dem Schmierfett AFB-LF gefüllt
     
  2. Müssen die Spindel-Stützlager selbst zusammengesetzt und eingestellt werden?
    Nein, die Stützlager sind bereits zusammengesetzt und eingestellt und müssen nur noch montiert werden.
     
  3. Was ist die maximal zulässige Betriebstemperatur bei Kugelgewindetrieben?
    Die maximale Betriebstemperatur beträgt 80 °C. Falls der Kugelgewindetrieb bei höheren Temperaturen betrieben werden soll, fragen Sie bitte THK.
     
  4. Was muss bezüglich der Lebensdauer des Schmierfetts in Kugelgewindetrieben beachtet werden?
    Beim Betrieb des Kugelgewindetriebs über lange Hubwege oder mit hohen Geschwindigkeiten ist eine Nachschmierung mit dem gleichen Schmierstoff in kurzen Intervallen - vor und während des Betriebs - vorzunehmen. Als Richtlinie sollte eine Nachschmierung unter normalen Betriebsbedingungen alle sechs Monate oder nach 100 km Laufleistung erfolgen. Bei einem Kugelgewindetrieb mit Kugelkettentechnologie verlängern sich diese Nachschmierintervalle deutlich
     
  5. Welche Form weist das Wellenende eines unbearbeiteten gerollten Kugelgewindetriebs auf?
    Die Wellenenden haben noch die Kugellaufbahnen (Gewindegange) komplett eingearbeitet.
     
  6. Wie ist die Vorspannung der Kugelgewindetrieb definiert?
    Die Vorspannung ist normalerweise auf ein Drittel der maximalen Axialbelastung festgesetzt. Falls nicht anders definiert, beträgt die Vorspannung 5% der dynamischen Tragzahl.
     
  7. Welches ist die geeignetste Oberflächenbehandlung für Kugelgewindetriebe in Reinräumen?
    AP-C, AP-HC und AP-CF Beschichtungen werden empfohlen. Detaillierte Informationen hierzu entnehmen Sie bitte unseren Katalogen und technischen Unterlagen (Prospekt No. 272).
     
  8. Was ist ein Kugelgewindetrieb?
    Ein Kugelgewindetrieb ist ein mechanische Element, das Drehbewegung in lineare Bewegung umwandelt, indem Kugeln zwischen Gewindewelle und Mutter abrollen. Die interne Kugelrückführung in der Mutter ermöglicht eine kontinuierliche Bewegung. Der Kugelgewindetrieb hat einen deutlich höheren Wirkungsgrad als Trapezspindeln. So beträgt der Wirkungsgrad bei Umwandlung der Rotation in lineare Bewegung oder umgekehrt über 90%. Geschliffene Kugelgewindetriebe, die mit höchster Prazision gefertigt werden, ermöglichen Positioniergenauigkeiten im Mikrometerbereich.
     
  9. Welche Kugelruckführungsmethoden werden bei Kugelgewindetrieben angewendet?
    Die Kugelrückführungsmethoden können in vier Typen unterteilt werden:
    Umlenkrohr, Deflektor, Endkappenumlenkung und Rückführungsplatte. Die am meisten verbreitete Type ist das Umlenkrohr. Hier werden die Kugeln aus der Laufbahn entnommen, durch das Rohr zurückgeführt und wieder vorne in die Gewindelaufbahn gebracht.
    Der Deflektortyp ermöglicht die kompakteste Mutter. Die Kugeln werden vom Deflektor aufgenommen, umgelenkt, über den Aussendurchmesser der Gewindespindel gehoben und in dem vorherigen Gewindegang abgelegt.
    Die Endkappenumlenkung wird bei Kugelgewindetrieben fur hohe Verfahrgeschwindigkeiten verwendet. Die Kugeln werden am Mutterende in der Endkappe entnommen, umgelenkt, im Inneren der Mutter zurückgeführt und am Mutteranfang in den Gewindegang abgelegt.
    Bei der Type mit der Rückführungsplatte werden die Kugeln von einem Feder-Deflektor aufgenommen und entlang einer internen Rinne in der Rückführungsplatte gefuhrt. Dieses platzsparende Prinzip wird bei Miniaturkugelgewindetrieben verwendet.
     
  10. Was ist Vorspannung?
    Vorspannung ist eine systeminterne Belastung die gewollt aufgebracht wird. Das negative Spiel wird dadurch erzeugt, dass minimal größere Kugeln verwendet werden als theoretisch Platz zwischen den Laufbahnen der Mutter und der Gewindespindel vorhanden ist. Das Aufbringen einer Vorspannung eliminiert das Axialspiel und vermindert die Einfederung der Mutter bei anliegender Axiallast (Die Steifigkeit wird erhöht).
     
  11. Wie werden Kugelgewindetriebe vorgespannt?
    Es gibt mehrere Vorspannmethoden:
    1. Vorspannung mittels Steigungsversatz
    A) Vorspannung der Doppelmutter (BNFN, DKN, BLW).
    Zwischen den 2 Muttern ist ein Distanzring eingefügt. B) Vorspannung der Einzelmutter (DIK, BIF etc.)
    Die Vorspannung wird mittels eines Steigungsversatzes in der Mitte der Mutter erzeugt.
    2.2. Vorspannung mittels definierter Spannung (JPF).
    Die Vorspannung wird mittels einer Feder in der Mitte der Mutter erzeugt.
     
  12. Was ist die Steigungsgenauigkeit?
    Die Steigungsgenauigkeit bezeichnet die mittlere Wegabweichung in Abhängigkeit vom zurückgelegten Nutzweg. Sie wird entsprechend der JIS (JIS B1191 und B1192) ermittelt.
     
  13. Was ist die maximale Verfahrgeschwindigkeit eines Kugelgewindetriebs?
    Die maximale Verfahrgeschwindigkeit wird bestimmt von der kritischen Drehzahl der Gewindespindel und dem DN-Wert. Die kritische Drehzahl ist abhängig vom Spindeldurchmesser und der ungestützten Spindellänge. Der DN-Wert betragt 70.000 für geschliffene Kugelgewindetriebe (100.000 fur geschliffene EB/EP) und auch fur gerollte Kugelgewindetriebe mit quadratischer Steigung. Er beträgt 50.000 fur gerollte Kugelgewindetriebe. Der Hochgeschwindigkeits-Kugelgewindetrieb SBK mit integrierten Distanzstücken zwischen den Kugeln kann bis zu einem DN-Wert von 160.000 (mit quadratischer Steigungen bis 210.000) betrieben werden, die HBN und SBN bis 130.000.
     
  14. Was ist die kritische Drehzahl eines Kugelgewindetriebs?
    Wird die Drehzahl eines Kugelgewindetriebes bis zu seiner Eigenfrequenz erhöht, kann durch die daraus resultierende Resonanzschwingung die Betriebssicherheit nicht länger gewährleistet werden. Dieser Resonanzpunkt wird als kritische Drehzahl bezeichnet.
    Vermeiden Sie daher unbedingt diesen Drehzahlbereich, und betreiben Sie den Kugelgewindetrieb unterhalb dieser kritischen Drehzahl.
     
  15. Welche Maßnahmen sollten getroffen werden, wenn die kritische Drehzahl unvermeidbar ist?
    Wird der kritische Drehzahlbereich erreicht, verbessern Sie die Lagerungsart der Gewindespindel, oder wählen Sie einen größeren Durchmesser der Gewindespindel.
    Weiterhin können Sie eine größere Steigung der Gewindespindel wählen, um die Drehzahl zu reduzieren.
     
  16. Welche Maßnahmen sollten getroffen werden, wenn die kritische Drehzahl beim Kugelgewindetrieb mit Rotationsmutter (Typ BLR) erreicht wird?
    Die kritische Drehzahl der Rotationsmutter ist nicht von Belang, da die Eigenfrequenz der Mutter wesentlich oberhalb der derjenigen der Gewindespindel liegt. Dennoch könnte die Resonanz der Gewindespindel durch die Rotation der Mutter angeregt werden. Aus diesem Grund sollte die kritische Drehzahl der Gewindespindel fur die Rotation der Welle und der Mutter berücksichtigt werden.
     
  17. Wie kann die Eigenfrequenz der Gewindespindel ermittelt werden?
    Sie kann mit Hilfe folgender Gleichung errechnet werden: F=N1/60 (Hz)
    N1=kritische Drehzahl (min-1).
     
  18. Ist es möglich, einen Kugelgewindetrieb mit Steigung in Inch zu produzieren?
    Für einige Modelle ist dieses möglich. Fragen Sie hierzu THK.
     
  19. Warum kann ein Kugelgewindetrieb während des Betriebs laute Geräusche erzeugen?
    Möglicherweise übersteigt die gefahrene Drehzahl die kritische Drehzahl der Gewindespindel. Überprüfen Sie die maximal zulässige Drehzahl anhand der kritischen Drehzahl und des DN-Wertes und betreiben Sie den Kugelgewindetrieb unterhalb dieser Grenzwerte. Weiterhin können die lauten Gerausche auf mangelnde Montagegenauigkeit oder Ungenauigkeiten der Anbauteile zurückgeführt werden. Falls die Geräusche nicht beseitigt werden können, wenden Sie sich bitte an THK.
     
  20. Wie kann die Verfahrgeschwindigkeit eines Kugelgewindetrieb in eine Drehzahl umgerechnet werden?
    Dividieren Sie die Verfahrgeschwindigkeit durch die Steigung der Gewindespindel. Achten Sie hierbei auf die Einheiten. Der errechnete Wert ist die Drehzahl.
     
  21. Welche Oberflächenbehandlung und welche Schmierung wird beim Einsatz eines Kugelgewindetriebs in Reinräumen empfohlen?
    Hier wird die Beschichtung AP-HC oder AP-CF sowie das Schmierfett AFF empfohlen. Gleiche Optionen sind auch bei Anwendungen in Fallstrom-Reinräumen empfehlenswert.
     
  22. Gibt es wartungsfreie Kugelgewindetriebe?
    Verwendet man die Kugelgewindetriebe SBN, SBK oder HBN mit der Kugelkettentechnik, werden die Wartungsintervalle deutlich verlängert. Bei zusätzlichem Einsatz des Schmiersystems QZ werden die Wartungsintervalle noch einmal deutlich verlängert.
     
  23. Ist es möglich, einen Kugelgewindetrieb mit rechts-links Steigung zu bestellen?
    Geschliffene Kugelgewindetriebe mit Umlenkrohr-Kugelrückführung können mit rechts- links Steigung hergestellt werden. Zu Kugelgewindetrieben mit anderen Kugelrückführungen oder zu gerollten Kugelgewindetrieben, fragen Sie bitte THK.
     
  24. Was fur Schmierfette werden in Kugelgewindetrieben verwendet?
    Beim Typ SBN wird standardmäßig AFG-Fett verwendet. Andere Kugelgewindetriebe haben das Fett AFB-LF als Standardbefettung. Spezialfette mit Additiven gegen Tribokorrosion oder solche fur Reinraumanwendungen sind ebenfalls verfügbar. So kann fur jede Umgebungsbedingung ein geeignetes Schmierfett eingesetzt werden.
     
  25. Welche Informationen werden benötigt, um eine Lebensdauerberechnung für Kugelgewindetriebe durchzufuhren?
    Benötigt werden die Axialbelastung (einschließlich der äußeren Kräfte, Verschiebekräfte usw.), die dynamischen Werte der Anwendung, Einbausituation usw. Weitere Details fragen Sie bitte bei THK nach.
     
  26. Was ist bei der Auswahl eines Kugelgewindetriebs zu beachten?
    Bei der Produktauswahl sollten Sie ein für Ihre Anwendungsbedingungen geeignetes Modell vorab auswählen. Dann sollte die kritische Drehzahl und der DN-Wert überprüft werden. Anschließend sollte überprüft werden, ob die gewünschte Lebensdauer nicht überschritten wird. Bitte überprüfen Sie anschließend auch die Lebensdauer der Stützlager der Gewindespindel. Sollten diese zu überprüfenden Werte nicht eingehalten werden können, wählen Sie einen anderen Wellendurchmesser oder eine andere Steigung.
     
  27. Wie wird ein Kugelgewindetrieb gelagert?
    Die üblichen Lagerungsarten sind folgende: Fest - Frei Fest - Los Fest - Fest Wählen Sie die passende Lagerungsart in Abstimmung mit den Einsatzbedingungen.
     
  28. Woraus werden Kugelgewindetriebe gefertigt?
    Normalerweise werden geschliffene und gerollte Gewindespindeln und auch die Muttern aus S55C, AISI 4150H bzw. aus SCM 415 gefertigt. Fur einige Typen sind auch rostbeständige Materialien vorrätig.
     
  29. Welchen Einfluss hat ein Temperaturanstieg auf den Kugelgewindetrieb?
    Ein Temperaturanstieg während des Betriebs von 1 °C in der Gewindespindel bewirkt eine Längenausdehnung von 12 µm/m. Obwohl die Steigungsgenauigkeit des Kugelgewindetrieb sehr sorgfältig produziert wurde, kann somit infolge der Längenausdehnung bei Temperaturanstieg eine Positionierungenauigkeit resultieren.
     
  30. Welche Maßnahmen können getroffen werden, um den Temperaturanstieg zu vermeiden?
    Wählen Sie eine hohle Gewindespindel, und leiten Sie zu Kühlzwecken ein Medium durch. Ebenso wird der Temperaturanstieg bei der Auswahl einer höheren Steigung und demzufolge einer geringeren Drehzahl reduziert. Wählen Sie eine möglichst niedrige Vorspannung des Kugelgewindetriebs und der Stützlager. Das speziell für Kugelgewindetriebe entwickelte AFG-Schmierfett reduziert den Temperaturanstieg ebenfalls, da es eine sehr geringe innere Reibung aufweist. Ebenfalls kann ein negativer Soll-Zielpunkt der Steigung gewahlt werden, d.h., es wird eine leicht negative Nennsteigung im voraus bei der Produktion berücksichtigt.
     
  31. Können Kugelgewindetriebe radiale Belastungen und Momente aufnehmen?
    Nein, Kugelgewindetriebe dürfen nur rein axialen Belastungen ausgesetzt werden. Werden Kugelgewindetriebe mit radialen Belastungen oder Momenten beaufschlagt, führt dieses zu einer deutlichen Reduzierung der Lebensdauer oder zum Ausfall des Kugelgewindetriebs. Diese Belastungen müssen von Linearfuhrungen aufgenommen werden.
     
  32. Was ist der Unterschied zwischen Steigung (pitch) und Wegschwankung innerhalb einer Umdrehung (lead)?
    Die Steigung (pitch) ist die Nennsteigung, also der Abstand zweier aufeinanderfolgenden Gewindeberge einer Gewindespindel. Mit Lead bezeichnet man die tatsächlich gefahrene Strecke bei einer kompletten Umdrehung der Mutter. Lead beinhaltet somit die Nennsteigung (pitch) zuzüglich der Wegschwankung infolge einer Steigungsungenauigkeit bei der Produktion der Gewindespindel.
     
  33. Was ist ein eingängiges, was ein zweigängiges Gewinde?
    Ein Gewinde, das uber den gleichen Lead und Pitch verfügt, nennt man eingängiges Gewinde. Im Gegensatz dazu bezeichnet man ein Gewinde, dessen Lead zweimal so groß ist als der Pitch als doppelgängiges Gewinde (Es sind also zwei Gewinderillen vorhanden.).
     
  34. Was sind die maximal produzierbaren Längen bei Gewindespindeln?

    Durchmesser/Steigung-Länge

    06/01-300 mm    25/05-4000 mm
    08/02-300 mm    25/10-4000 mm
    10/02-1000 mm   25/25-4000 mm
    10/06-1000 mm   25/50-4000 mm
    12/02-1000 mm   28/06-4000 mm
    12/08-1000 mm   30/60-4000 mm
    14/04-1500 mm   32/10-5000 mm
    14/05-1500 mm   32/32-5000 mm
    15/10-1500 mm   36/10-5500 mm
    15/20-1500 mm   36/20-5500 mm
    15/30-1500 mm   36/24-5500 mm
    16/05-2500 mm   36/36-5500 mm
    16/16-2500 mm   40/10-6000 mm
    18/08-2500 mm   40/40-6000 mm
    20/05-3000 mm   40/80-6000 mm
    20/10-3000 mm   45/12-6000 mm
    20/20-3000 mm   50/16-6000 mm
    20/40-3000 mm   50/50-7500 mm

    Die Länge ist neben dem Durchmesser abhängig von der Toleranzklasse.
     
  35. Welche geometrische Form haben die Gewindelaufrillen bei Kugelgewindetrieben?
    Es gibt drei mögliche Formen der Laufrillen:
    Der Punktkontakt wie z.B. bei Kugelbuchsen, die Kreisbogenlaufrille wie bei vielen Linearführungen, wo der Radius der Laufrille sehr ähnlich dem Radius der Kugeln ist und die gotische Laufrille, die aus zwei zusammengesetzten Kreisbogen besteht.
    Bei Kugelgewindetrieben werden Gotiklaufbahnen benutzt. Bei Punktkontakt können nur geringe Belastungen ubertragen werden. Bei Kreisbogenlaufrillen wird eine schlechte Positioniergenauigkeit und axiale Steifigkeit erreicht, da die Kugelkontaktflächen in der Laufrille wandern können. Deswegen wurde fur Kugelgewindetrieb die Gotiklaufrille gewählt.
     
  36. Im Laufrillengrund der Gewindewelle ist eine mitumlaufende kleine Nut sichtbar.
    Worum handelt es sich hierbei?
    Es handelt sich um das Schleifrelief der Laufbahnrille. Diese Aussparung bzw. Nut minimiert den Zerspanungswiderstand bei der Produktion während des Schleifprozesses der Gewinderille. Dadurch wird die Durchbiegungen der Welle während des Schleifens minimiert und somit eine hohe Präzision der Gewindewelle sichergestellt.
     
  37. Ist es möglich, durch eine reine Sichtkontrolle zu erkennen, wann der Kugelgewindetrieb hergestellt wurde?
    Ja, eine Markierung befindet sich auf dem Außendurchmesser der Spindelmutter. Mittels dieser Seriennummer und bei Kenntnis des Durchmessers und der Steigung des Kugelgewindetriebs können Herstellungsdatum und Typenbezeichnung bestimmt werden. Fragen Sie hierzu bitte THK.
     
  38. Was ist die Lebensdauer eines Kugelgewindetriebs?
    Die Lebensdauer von Kugelgewindetrieben kann bzgl. ihrer Funktion und Leistungsfähigkeit in drei Kategorien eingeteilt werden. Lebensdauer in bezug auf Materialermüdung, Verschleiß sowie Beschädigung. Im Allgemeinen bezeichnet man mit Lebensdauer die Materialermüdung. Während des Betriebs unter Last rollen die Kugeln permanent durch die Laufbahnen der Gewindespindel und der Mutter. Infolge einer Materialermüdung kommt es zu Abschalungen innerhalb der Laufrillen. Die Lebensdauer des Kugelgewindetriebs ist erreicht, wenn infolge der Materialermüdung erstmalig solche Materialausbrüche festgestellt werden.
     
  39. Ist es möglich, an einem Kugelgewindetrieb nachträglich den Abstreifring WW zum besseren Schutz vor Verunreinigungen anzubringen?
    Nein, die Abstreifringe können nicht nachträglich montiert werden. Daher muss der Abstreifring direkt bei der Bestellung mit angegeben werden.
     
  40. Ist es möglich die Mutter des Kugelgewindetriebs von der Gewindespindel abzudrehen, um z.B. eine Endenbearbeitung an der Spindel vorzunehmen?
    Beim Abdrehen der Mutter fallen die Kugeln heraus. Falls das Abziehen aber notwendig ist, benötigen Sie eine Hülse mit dem Durchmesser um etwa 1 mm kleiner als der Kerndurchmesser der Gewindespindel. Drücken Sie diese Hülse koaxial gegen das Ende der Gewindespindel, und drehen Sie die Mutter vorsichtig von der Spindel auf die Hülse. Sichern Sie die Mutter auf der Hülse, damit diese nicht herausfallt. Nach erfolgter Endenbearbeitung der Gewindespindel drehen Sie die Mutter vorsichtig von der Hülse direkt auf die Spindel. Hierbei ist zu beachten, dass die Gewindegänge der Spindel und der Mutter fluchten müssen. Wenn an der Mutter eine Bearbeitung stattfinden soll ohne diese von der Spindel abzudrehen, bedecken Sie die Bauteile weitestgehend, so dass keine Späne in die Mutter gelangen können. Wischen Sie vor der Widerinbetriebnahme die Späne sorgfältig aus den Gewindegängen der Spindel.
     
  41. Was ist eine Distanzkugel?
    Eine Distanzkugel ist eine um einige Zehntel Mikrometer kleinere Kugel als die tragenden Kugeln. Sie werden im Wechsel zwischen je 2 tragenden Kugeln eingesetzt. Im Lastbereich reiben während des Betriebs die Kugeln aneinander. Da am Kontaktpunkt der benachbarten Kugeln diese gegenläufig drehen, erhöht sich der Reibwiderstand. Werden nun Distanzkugeln zwischen den tragenden Kugeln eingesetzt, wird dieser Reibwiderstand minimiert, da die Distanzkugeln frei drehen können, also nicht zwangsdrehen. Somit wird das Drehmoment und die Drehmomentschwankungen reduziert. Es kommt zu einem ruhigeren Lauf. Beachten Sie, das durch die Reduzierung der Anzahl der tragenden Kugeln die dynamischen und statischen Tragzahlen sowie die Steifigkeit des Kugelgewindetriebs reduziert werden.
     
  42. Können Kugelgewindetriebe mit Feststellbremse (mechanische Stopper) ausgestattet werden?
    Nein, die Muttern können nicht mit Feststellbremsen versehen werden. Sollten dennoch Endanschläge als Stopper benötigt werden, achten Sie darauf, dass diese externen Stopper nicht gegen die Mutter des Kugelgewindetrieb stoßen, sondern an anderer Stelle der Anschlusskonstruktion. Solche Stöße können zu Beschädigungen der Mutter fuhren.
     
  43. Gibt es Montagevorschriften für den Vertikaleinsatz eines Kugelgewindetriebs mit Umlenkrohr-Kugelrückführung?
    Zeigt das Umlenkrohr nach oben, stauen sich die Kugeln im Lastbereich. Zeigt das Umlenkrohr nach unten, kann sich zwischen den Kugeln im Lastbereich Spiel ausbilden. Daher ist es empfehlenswert, dass das Umlenkrohr nach unten zeigt. Somit werden Schwankungen des Drehmoments infolge des Kugelstaus im Lastbereich reduziert.
     
  44. Sollte die Mutter versehentlich von der Spindel abgezogen und die Kugeln herausgefallen worden sein, ist es möglich Ersatzkugeln zu beziehen?
    Alle Kugelgewindetriebe sind mit definiertem Axialspiel und Vorspannung ausgestattet. Dieses kann in solch einem Fall nicht länger garantiert werden. Sollten Sie vom Boden aufgesammelte Kugeln wieder in die Mutter füllen, werden Verunreinigungen mit eingeführt. Diese beschädigen den Kugelumlauf und führen zum Ausfall des Kugelgewindetriebs. Bitte sprechen Sie in diesem Fall immer THK an, falls der Kugelgewindetrieb neu befüllt werden muss.
     
  45. Sind die maximal produzierbaren Längen und Innenbohrungsdurchmesser bei Hohlwellen begrenzt?
    Wenden Sie sich bitte hierzu an THK.
     
  46. Ist es möglich, nur die Mutter oder nur die Spindel eines Kugelgewindetriebs auszutauschen?
    Dies ist nur bei gerollten Kugelgewindetrieben möglich.
     
  47. Wie hoch ist die maximale Betriebstemperatur bei Kugelgewindetrieben?
    Die maximale Betriebstemperatur darf 80 °C nicht überschreiten. Bei höheren Temperaturen fragen Sie bitte THK.