Hoe fabrikanten van machines en apparatuur efficiënt speciale eisen voor kogelomloop- en planetaire spindelaandrijvingen implementeren
In de robotica, medische technologie, halfgeleiderproductie, machinetools en intralogistiek – de behoefte aan specifieke spindelaandrijvingen groeit. In sommige gevallen ligt de nadruk op dynamica, compactheid of veiligheid, terwijl in andere gevallen wordt gefocust op corrosiebescherming, temperatuurbeheer of vacuümgeschiktheid.
De gemene deler van al deze toepassingen is dat ze ondanks de toenemende eisen sneller en zuiniger moeten worden gerealiseerd. Lees deze blogpost om te weten te komen hoe u:
Tip: U vindt een overzicht van de belangrijkste soorten spindelaandrijvingen – van kogelaandrijvingen en planetaire spindelassemblages tot complete aandrijfeenheden met moerbehuizingen en kussenblokeenheden – op onze productpagina van spindelaandrijvingen.
Er zijn veel redenen waarom er zoveel toepassingsspecifieke spindelaandrijvingen nodig zijn:
De uitdaging:
Zodra er is vastgesteld dat de toepassing een kogelomloop- of planetaire spindelaandrijving vereist die niet beschikbaar is in de standaardcatalogus, nemen de engineering- en productiekosten aanzienlijk toe. Speciale ontwerpen zijn niet alleen duur, maar ook zelden beproefd en getest in de praktijk.
De oplossing:
Bosch Rexroth biedt u de mogelijkheid om op maat gemaakte spindelaandrijvingen gemaakt met beproefde standaard- en toegevoegde componenten, die rechtstreeks in de fabriek worden bewerkt volgens de eisen van de klant.
Het resultaat:
Fabrikanten van machines en apparatuur ontvangen sneller praktische oplossingen met voorspelbare kosten – inclusief CAD-gegevens en uitgebreide documentatie.
Het aanbod van Rexroth inclusief coatings, speciale lengtes en bewerking volgens klantspecificaties, gecombineerde spindels en speciale moeren en voorgemonteerde units voor intensieve toepassingen.
Typische spindelaanpassingen: Speciale lengtes, verlengstukken, speciale bewerking en moeren. (Afbeelding: Bosch Rexroth)
In het geval van spindelaandrijvingen die onder speciale gebruiksomstandigheden werken, is de oppervlakteafwerking een kritieke factor voor precisie en levensduur. Vocht, agressieve media of vacuümomstandigheden hebben niet alleen invloed op het materiaal – ze veranderen ook de wrijving en slijtage. In bepaalde toepassingen kunnen ook optische een probleem vormen.
Typische voorbeelden van gecoate en corrosiebestendige oplossingen zijn spindels en moeren gecoat met een dunne laag hardchroom, uitvoeringen uit roestvrij staal voor hygiënekritieke omgevingen zoals in de voedselproductie, en matzwart of matzilver verchroomde oppervlakken voor de productie van halfgeleiders of de optische industrie.
Corrosiebestendige afwerkingen: Dunne laag hardchroom in zwart en matzilver, evenals een uitvoering uit roestvrij staal. (Afbeelding: Bosch Rexroth)
In veel toepassingen is de spindel al lang meer dan een transmissielement geworden. Hij heeft ook extra functies zoals:
Een voorbeeld uit de productie van machinetools zijn temperatuurregelbare spindels. Hierbij kunnen thermische invloeden gericht worden gecontroleerd met behulp van diepgatboring en slangleidingen, waardoor de processtabiliteit verhoogt zonder extra installatieruimte. In het gepatenteerde spindeltemperatuurregelsysteem van Bosch Rexroth wordt het koelmedium via een stationaire roterende doorvoer aan het einde van de spindel ingebracht en in de lengterichting door de spindel geleid. Dit resulteert in maximaal 75% hogere onderdeelprecisie vanaf het eerste werkstuk.
Spindel met holle booras en roterende doorvoer voor optimale temperatuurregeling. (Afbeelding: Bosch Rexroth)
Het bewerken van spindeluiteinden is ook vaak gewenst. Meestal gaat het om:
Verschillende bewerkingsopties aan het spindeluiteinde (van links): Externe vertanding met interne spindeldraad, interne vertanding met externe schroefdraad en interne spiebaan. (Afbeelding: Bosch Rexroth)
Gecombineerde schroeven bestaan uit twee secties, elk met een rechter- en linkerdraad, indien nodig, ook met verschillende spoed. Hierdoor kunnen tegengestelde bewegingen in openings-, sluitings- en klemmechanismen met slechts één aandrijving worden bereikt. Typische voorbeelden van toepassingen zijn het vastgrijpen van autobanden in de auto-industrie of laterale vorkaanpassing in AMR (Autonomous Mobile Robots) voor het afhandelen van verschillende pallettypes in de intralogistiek.
Gecombineerde spindel met tegengestelde spindeldraden, bout en verbindingsbout. (Afbeelding: Bosch Rexroth)
Het aanpassingsvermogen van spindelmoeren wordt vaak onderschat.
Door gerichte aanpassingen kunnen functies in de spindelaandrijving worden geïntegreerd die anders extra componenten zouden vereisen en de kosten van de oplossing onnodig zouden verhogen. Deze omvatten:
Borgmoeren zijn van essentieel belang in veiligheidskritische toepassingen voor verticaal bediende kogelomloopspindels. Of het nu gaat om een geïntegreerde oplossing of een hulpstuk, ze voorkomen dat de spindelmoer en de daaraan bevestigde elementen plotseling ongecontroleerd loskomen. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt in de medische technologie, waar ze fungeren als veiligheidsmechanisme om de CT-scanner stevig boven een patiënt te houden.
Borgmoeren (intern en extern) voor bescherming tegen vallende lasten en speciale moeren met externe vertanding. (Afbeelding: Bosch Rexroth)
Voor hoge temperaturen, in zeer dynamische componenten, of zelfs toepassingen in een vacuüm, hebben we speciale omloopstukken ontwikkeld die bijvoorbeeld worden gebruikt in de halfgeleiderindustrie of bij de productie van glas.
Volledige omloop maakt hoge belastingscapaciteiten mogelijk door gebruik te maken van de volledige lengte van de moer, en zorgt bovendien voor een rustige loop en een bijzonder gelijkmatig koppelverloop.
Metalen omloopstukken voor toepassingen in veeleisende omgevingsomstandigheden, zoals hoge temperaturen en in een vacuüm. (Afbeelding: Bosch Rexroth)
Naast het structurele ontwerp zelf is assemblage een andere, vaak onderschatte factor in de ontwikkeling van op maat gemaakte, kosteneffectieve oplossingen.
Grote spindelaandrijvingen voor intensieve toepassingen – bijvoorbeeld in servopersen voor plaatbewerking – stellen hoge eisen voor assemblage en afhandelen. Naast het zware gewicht van de afzonderlijke componenten, zijn ze ook moeilijk te hanteren. Een flenslager van 53 kg voor een planetaire spindelaandrijving van 75x20 moet bijvoorbeeld voor de montage worden verwarmd. Vervolgens moet de sleufmoer met het juiste aanhaalmoment worden vastgedraaid.Voorgemonteerde spindelaandrijvingen met eindlagers zorgen ervoor dat deze taak door de fabrikant wordt uitgevoerd. Dit betekent:
Complete oplossing met een voorgemonteerd eindlager voor intensieve toepassingen, zoals bij servopersen. (Afbeelding: Bosch Rexroth)
| Vereisten | Typische oplossingen | Voordelen |
|---|---|---|
| Corrosie, hygiëne, optica | Coatings, roestvrij staal | Veilige processen, langere levensduur |
| Precisie, temperatuur | Temperatuurgecontroleerd spindels | Stabielere processen, hogere precisie |
| Integratie, beweging | Speciale geometrieën, gecombineerde draden | Compacter en efficiënter structureel ontwerp |
| Veiligheid, functie | Speciale moeren, borgmoeren | Grotere operationele veiligheid |
| Assemblage, tijd | Voorgemonteerde eindlagers en -assemblages | Minder werk, lager foutenpercentage |
Naast technologie en functie is er één factor die steeds bepalender wordt: tijd. Of het nu gaat om gecoate, aangepaste of kant-en-klare lagers – elke op maat gemaakte spindelaandrijving moet zo snel mogelijk worden ontworpen, vervaardigd en geleverd.
Digitale tools zoals de Selector voor Lineaire Bewegingstechnologie helpen om snel een robuuste oplossing te vinden – zonder te verdwalen in alle varianten. Ze maken een snelle voorselectie van geschikte standaardoplossingen mogelijk en leveren technische gegevens en CAD-modellen als basis voor klantspecifieke tekeningen en aanpassingen.
Zo zijn er slechts een paar klikken nodig om het wijzigingsverzoek naar het Rexroth Engineering Team te sturen, dat in overleg met u de klantspecifieke aanpassingen implementeert. Dit resulteert in een perfect aangepaste spindelaandrijving op basis van beproefde standaardcomponenten – in bewezen Rexroth-kwaliteit en inclusief projectdocumentatie met instructies, 3D-CAD-gegevens en berekeningsgegevens.
Gebruik de Selector voor Lineaire Bewegingstechnologie om de juiste spindelaandrijving te vinden en dien uw wijzigingsverzoek rechtstreeks in bij het Rexroth Engineering Team.
Auteur: Rainer Sauer
Functie: Productmanager Kogelomloopspindels
Wanneer is een klantspecifieke kogelomloopspindel de moeite waard?
Een standaard kogelomloopspindel bereikt zijn grenzen wanneer er speciale eisen zijn op het gebied van milieu, precisie, veiligheid, installatieruimte of integratie. Typische voorbeelden zijn agressieve media, hoge thermische belastingen, toepassingen in een vacuüm, speciale aansluitgeometrieën of toepassingen waarbij veiligheid van cruciaal belang is. In dergelijke gevallen kan economisch aan veel eisen worden voldaan door middel van aangepaste standaardcomponenten.
Welke coatings zijn beschikbaar voor kogelomloop- en planetaire spindelaandrijvingen?
Afhankelijk van de toepassing worden dunne lagen hardchroom en roestvrij staal gebruikt. Ze verbeteren de corrosiebescherming, het slijtgedrag, de hygiëne of de optische eigenschappen – bijvoorbeeld voor de voedsel- en verpakkingsindustrie, medische technologie of in de halfgeleiderproductie.
Welke eindbewerkingsopties zijn er beschikbaar voor kogelomloopspindels?
Afhankelijk van het aandrijfconcept en de installatiesituatie kunnen kogelomloopspindels met verschillende eindbewerkingen worden besteld. Deze omvatten bijvoorbeeld interne en externe vertanding, aandrijftappen, aftakassen, geharde lagerzittingen, sleuven of aangepaste lengtes. Een dergelijke bewerking vergemakkelijkt de integratie in motoren, lagers en machinestructuren.
Welke speciale spindelaandrijvingsmoeren zijn er beschikbaar?
Spindelmoeren kunnen worden aangepast aan verschillende functionele en veiligheidseisen. Typische voorbeelden zijn moeren met externe vertanding voor pinionaandrijvingen, specifieke bevestigings- en smeeropties en borgmoeren voor bescherming tegen vallende lasten in verticale toepassingen. Bovendien zorgen speciale omloopsystemen voor een soepele loop en een gelijkmatig koppelverloop bij hoge nauwkeurigheidseisen of gevoelige processen.
Hoe snel kunnen klantspecifieke kogelomloopspindels worden geconfigureerd?
Digitale engineeringtools zoals de Selector voor Lineaire Bewegingstechnologie en het configuratieprogramma versnellen het selectie- en voorlopige ontwerpproces. Klantspecifieke aanpassingen op basis van gestandaardiseerde componenten kunnen aanzienlijk sneller worden geïmplementeerd dan met volledig op maat gemaakte ontwerpen.
Waarom worden kogelomloopspindels temperatuurgecontroleerd?
Temperatuurgecontroleerd kogelomloopspindels minimaliseren de impact van thermische effecten op de precisie. Geïntegreerde koelkanalen helpen om temperatuurverschillen te compenseren en de processtabiliteit te verbeteren, vooral in machinetools of bij zeer nauwkeurige bewerkingsprocessen.
Wat zijn gecombineerde spindels?
Gecombineerde spindels hebben verschillende spindeldraadsecties met verschillende draairichtingen of leidingen. Hierdoor kunnen tegengestelde of gesynchroniseerde bewegingen met slechts één aandrijving worden gerealiseerd, bijvoorbeeld voor klemmechanismen, grijpmechanismen of openen en sluiten.
