Bewegungsschraube vs. <\/strong>Befestigungsschraube<\/strong><\/h2>\n\n\n\nGerollte Hightech-Gewinde kommen \u00fcberwiegend als Bewegungsschrauben in Kugelgewindetrieben zum Einsatz. Nur selten werden sie als Befestigungsschraube genutzt. Bei einem Gewindetrieb gleitet das Gewinde direkt auf den Flanken der Schraubspindel. Im Kugelgewindetrieb hingegen dienen Kugeln als reibungsarme Verbindungselemente. Diese Technologie dominiert heute die Anwendung.<\/p>\n\n\n\n
In seiner Gesamtheit \u2013 Schraubspindel und Mutter \u2013 stellt der Kugelgewindetrieb einen W\u00e4lzschraubtrieb mit Kugeln als W\u00e4lzk\u00f6rper dar. Er dient zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine geradlinige (lineare) Bewegung<\/strong> oder umgekehrt. So einfach wie sich der prinzipielle Aufbau des Kugelgewindetriebs beschreiben l\u00e4sst, so vielf\u00e4ltig sind die Ausf\u00fchrungen und die in der Praxis gestellten Anforderungen.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/e9rum28pkjh.exactdn.com\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/image-61.jpg?strip=all\")
Abb. 1: Kugelgewindetrieb als Beispiel f\u00fcr ein Bewegungsgewinde<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n![\"Metallgewindebolzen](\"https:\/\/e9rum28pkjh.exactdn.com\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/image-84-1.jpg?strip=all\")
Abb. 2: Dehnschraube als Beispiel f\u00fcr ein gerolltes Befestigungsgewinde<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nIn der Anwendung bietet der Kugelgewindetrieb dem Konstrukteur fast unbegrenzte M\u00f6glichkeiten zur L\u00f6sung von Transport- und Positionieraufgaben. Das reicht vom Kugelgewindetrieb mit angetriebener Spindel oder angetriebener Mutter \u00fcber solche mit Doppelmuttern bis hin zu Kugelgewindetrieben mit gerollten Pr\u00e4zisionsspindeln.<\/p>\n\n\n\n
Kugelgewindetrieb f\u00fcr einen Lastenlift<\/strong><\/h2>\n\n\n\nMit dem in Abbildung 3 gezeigten Lastenlift lassen sich Lasten bis zu 100 kg erm\u00fcdungsfrei und sicher bewegen; bis zu sechs der gezeigten Normk\u00e4sten k\u00f6nnen auf einmal per Knopfdruck vom Lagerregal zum Arbeitsplatz transportiert werden. Gerollte Kugelgewindetriebe sorgen f\u00fcr:<\/p>\n\n\n\n
\n- Geringen Verschlei\u00df<\/strong> bei hoher Positioniergenauigkeit.<\/li>\n\n\n\n
- Kompakte Antriebseinheiten<\/strong> durch reduzierte mechanische Teile.<\/li>\n\n\n\n
- Hohe Sicherheit<\/strong> durch pr\u00e4zise Umlenkungen in der Spindelmutter.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/e9rum28pkjh.exactdn.com\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/image-63.jpg?strip=all\")
Abb. 3: Eine gerollte Gewindespindel erm\u00f6glicht die kompakte Antriebseinheit des Lastenlifts<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nKugelgewindetrieb f\u00fcr eine Kaffeemaschine<\/strong><\/h2>\n\n\n\nDie Abbildung 4 zeigt die Kolbeneinheit einer Kaffeemaschine f\u00fcr die Gastronomie. Der Stempel als zentrales Element wird, von zwei seitlich angeordneten Kugelgewindetrieben mit gerolltem Gewinde gef\u00fchrt, auf und ab bewegt. Dabei sind die Vorteile:<\/p>\n\n\n\n
\n- Gleichm\u00e4\u00dfige Stempelbewegung:<\/strong> Sorgt f\u00fcr ein optimales Aroma.<\/li>\n\n\n\n
- Langlebigkeit und Zuverl\u00e4ssigkeit:<\/strong> Dank der robusten gerollten Gewinde.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/e9rum28pkjh.exactdn.com\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/image-64.jpg?strip=all\")
Abb. 4: In den beiden F\u00fchrungss\u00e4ulen der Spindel-Stempel-Einheit „laufen“ die Gewindespindeln<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nNachdem das Mahlwerk die frischen Kaffeebohnen in der gew\u00fcnschten Feinheit gemahlen hat, gelangt die ben\u00f6tigte Pulvermenge durch den Einlasstrichter in die Br\u00fchkammer. Der Stempel befindet sich zu diesem Zeitpunkt ganz oben. Die Gewindespindeltriebe senken den Stempel mit der erforderlichen Kraft ab und der Stempel presst das Kaffeepulver zusammen. Dies muss \u00e4usserst gleichm\u00e4ssig geschehen: H\u00e4tte die Kaffeeschicht nicht eine homogene Dicke, w\u00fcrde das Heisswasser nicht gleichm\u00e4ssig hindurchfliessen. Das Aroma w\u00e4re von Kaffeetasse zu Kaffeetasse unterschiedlich und eine Qualit\u00e4tseinbusse die Folge. Nach dem Br\u00fchen wird der Filterkuchen \u00fcber eine Stempelbewegung ausgeworfen.<\/p>\n\n\n\n
Hochsicherheitsgewinde f\u00fcr die Aufh\u00e4ngung von Seilbahnkabinen<\/strong><\/h2>\n\n\n\nSeilbahnhersteller unterscheiden Pendelbahnen (Grosskabinen im Pendelverkehr) von Umlaufbahnen (viele kleine Kabinen werden ins Seil eingekuppelt). Die Kabinen moderner Seilbahnen h\u00e4ngen jeweils an Bolzen mit gerolltem Gewinde \u2013 der Fachmann spricht von Zugstangen. Bei diesen Zugstangen handelt es sich um Hochsicherheitsteile.<\/p>\n\n\n\n
Fr\u00fcher stellten Steilbahnhersteller die Verbindungen durch Schweissen her. Doch mit derartigen Konstruktionen lassen sich die inzwischen deutlich versch\u00e4rften Sicherheitsanforderungen nicht mehr erf\u00fcllen. Zudem ist das Schweissen wegen der damit verbundenen \u00c4nderung der Materialstruktur und der vorgeschriebenen Pr\u00fcfungen viel zu kostspielig geworden.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/e9rum28pkjh.exactdn.com\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/image-64-1.jpg?strip=all\")
Abb. 5: Die Grosskabine der Gondelbahn auf den \u00fcber 3000 m hohen Titlis
(Zentralschweizer Alpen) rotiert w\u00e4hrend der Fahrt um 360\u00b0<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDie Grosskabinen der in der Abbildung 5 gezeigten Pendelbahn h\u00e4ngen an jeweils vier Zugstangen. Jede dieser Halterungen geht durch die Kabine hindurch bis in den Kabinenboden. Der Kabinenboden ist an diesen vier Bolzen befestigt. Die Kabinenw\u00e4nde und die Verglasung dienen nur zum Schutz der Fahrg\u00e4ste vor Witterungseinfl\u00fcssen und unbeabsichtigtem „Ausstieg“ aus der Kabine.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/e9rum28pkjh.exactdn.com\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/image-64-2.jpg?strip=all\")
Abb. 6: Umlaufbahn im Matterhorngebiet: Vier Bolzen aus hochlegiertem Stahl mit
gerollten Gewinden tragen die Kabine und sorgen f\u00fcr Sicherheit.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDie Kabinenaufh\u00e4ngung der in Abbildung 6 gezeigten Umlaufbahn ist anders konstruiert. Die Kleinkabinen verf\u00fcgen ebenfalls \u00fcber vier gerollte Gewindebolzen, die aber nicht als Zugstange durch die Kabine hindurch gehen. Stattdessen nehmen Schmiedeteile mit einem Gewindeeinsatz in jeder Ecke des Kabinendachs einen der vier Bolzen auf. Diese Laschen sind \u00fcber Eckstreben mit dem Kabinenboden verbunden, der die W\u00e4nde und die Verglasung tr\u00e4gt. Der Kraftfluss geht hier also von der Kabinenaufh\u00e4ngung \u00fcber die Gewindebolzen in die Deckenlaschen. Von dort wird die Kraft \u00fcber vier Eckprofile in die Bodenlaschen \u2013 ebenfalls Schmiedeteile \u2013 und damit in die Bodenstruktur geleitet. Weil die Eckstreben als Verbindung zwischen der Aufh\u00e4ngung und dem Kabinenboden ben\u00f6tigt werden, spricht man von einer selbsttragenden Kabine.<\/p>\n\n\n\n
F\u00fcr die Zugstangen von Grosskabinen (Abb. 7) sind gerollte Gewinde zwingend vorgeschrieben. Das Grundmaterial \u2013 hochlegierter Stahl mit Herstellungsattest \u2013 sowie die Form und Herstellung des Gewindes unterliegen sehr strengen Normen und Vorschriften f\u00fcr die erforderlichen Materialpr\u00fcfungen (R\u00f6ntgen, Ultraschall). Die Freigabe f\u00fcr den Einbau erfolgt erst mit den entsprechenden Zertifikaten. Von Bedeutung sind bei dieser Anwendung die Zug- und Kerbschlagfestigkeit sowie der Nachweis, dass die Teile auch noch bei Temperaturen von -20\u00b0C sicher ihren Dienst versehen. Falls es einer formgebenden Fertigung bedarf, so erfolgt diese ausschliesslich durch Wasserstrahlschneiden. Denn nur eine kalte Bearbeitung erzeugt keine Gef\u00fcgever\u00e4nderungen im Material.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/e9rum28pkjh.exactdn.com\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/image-65.jpg?strip=all\")
Abb. 7: Bolzen aus hochlegiertem Stahl: nur ein gerolltes Gewinde erf\u00fcllt die
heutigen Sicherheitsnormen f\u00fcr Schwebebahnen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nAuch f\u00fcr die Aufh\u00e4ngung von Kleinkabinen werden heute praktisch nur noch Bolzen mit gerollten Gewinden zugelassen. Weil die L\u00e4ngsfasern des Materials beim Gewinderollen anders als beim Fr\u00e4sen oder Drehen nicht zerschnitten, sondern nur umgelenkt werden, erf\u00fcllen sie die Anforderungen an die vorgeschriebene Krebschlagz\u00e4higkeit. Gefr\u00e4ste oder gedrehte Gewinde erf\u00fcllen die Sicherheitsnormen nicht.<\/p>\n\n\n\n
Lautloser Gewindespindeltrieb f\u00fcr eine Schwenkschiebet\u00fcr<\/strong><\/h2>\n\n\n\nSchwenkschiebet\u00fcren von \u00f6ffentlichen Verkehrsmitteln sind bei bis zu 200 000 Bewegungszyklen pro Jahr teilweise \u00fcber 20 Jahre im Einsatz. Dies setzt hochwertige Komponenten<\/a> voraus. Bei der in Abbildung 8 gezeigten zweifl\u00fcgeligen Schwenkschiebet\u00fcr sorgt ein Gewindespindeltrieb mit gerolltem Gewinde daf\u00fcr, dass die T\u00fcrfl\u00fcgel reibungsarm und vor allem gefahrlos aufschwenken.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/e9rum28pkjh.exactdn.com\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/image-65-1.jpg?strip=all\")
Abb. 8: Schwenkschiebet\u00fcr f\u00fcr Busse, Schienen- und Nutzfahrzeuge in geschlossenem Zustand<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDas \u00d6ffnen und Schliessen erfolgt \u00fcber eine L\u00e4ngswelle, auf die sowohl ein linksg\u00e4ngiges \u2013 f\u00fcr den linken T\u00fcrfl\u00fcgel \u2013 als auch ein rechtsg\u00e4ngiges Gewinde \u2013 f\u00fcr den rechten T\u00fcrfl\u00fcgel \u2013 gerollt wurde. Die Gewindespindel wird \u00fcber einen Zahnriemen und eine Drehmomentbegrenzungskupplung von einem Gleichstrommotor angetrieben.<\/p>\n\n\n\n
Die beiden Muttern in den Laufwagen (Abb. 9) \u2013 eine mit Linksgewinde, eine mit Rechtsgewinde \u2013 verfahren auf der Gewindespindel und bewirken dadurch die Seitw\u00e4rtsbewegung der T\u00fcrfl\u00fcgel. Gebogene F\u00fchrungsschienen sorgen daf\u00fcr, dass die T\u00fcr nach aussen oder innen schwingt. \u00dcber Hebel wird die T\u00fcr gedreht. Im Laufwagen ist dazu eine Drehachse eingebaut.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/e9rum28pkjh.exactdn.com\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/image-66.jpg?strip=all\")
Abb. 9: Laufwagen mit eingebauter Mutter: Dreht sich die Gewindespindel, bewegen sich die T\u00fcren seitw\u00e4rts. Der Laufwagen bildet auch den Drehpunkt f\u00fcr das Schwenken der T\u00fcren.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nVon besonderer Bedeutung ist die Not\u00f6ffnungsfunktion. Normen f\u00fcr die passive Sicherheit schreiben vor, dass die T\u00fcren sowohl im Notfall als auch bei einem Systemversagen entriegelt und von den Passagieren \u2013 auch bei einer Paniksituation \u2013 leicht zu \u00f6ffnen sein m\u00fcssen. Nach dem Bet\u00e4tigen des roten Notknopfes wird der Elektromotor von der Gewindespindel getrennt (Kupplung). Der Luftbeh\u00e4lter \u2013 hier herrscht im Normalbetrieb permanent \u00dcberdruck \u2013 verliert schlagartig Druck. Ist der \u00dcberdruck abgebaut, \u00f6ffnen zwei starke Federn die T\u00fcrfl\u00fcgel soweit, dass sie sich von Hand ganz aufstossen lassen.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/e9rum28pkjh.exactdn.com\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/image-66-1.jpg?strip=all\")
Abb. 10: \u00d6ffnungssystem der T\u00fcren: Zu sehen sind der Laufwagen mit der Drehachse,
die Gewindespindel und die Feder f\u00fcr die Not\u00f6ffnung (ganz oben)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDie Steigung des gerollten Gewindes ist von entscheidender Bedeutung daf\u00fcr, dass sich die T\u00fcr im Notfall manuell \u00f6ffnen l\u00e4sst. Bei zu kleiner Steigung l\u00e4ge eine Selbsthemmung vor. Bei der gew\u00e4hlten Steigung von 100 mm lassen sich die beiden Muttern mit geringem Kraftaufwand auf der Gewindespindel bewegen (Abb. 10).<\/p>\n\n\n\n
Gegenl\u00e4ufige Gewindespindel f\u00fcr ein Kabelkonfektionsger\u00e4t<\/strong><\/h2>\n\n\n\nBevor ein elektrisches Anschlusskabel an seinen Enden mit Steckern oder Klemmen verbunden werden kann, muss es abgel\u00e4ngt und abisoliert werden. Heute werden Kabel fast nur noch vollautomatisch konfektioniert.<\/p>\n\n\n\n
Das in Abbildung 11 gezeigte Kabelkonfektionierger\u00e4t l\u00e4sst Kabel unterschiedlicher Durchmesser zu. Das isolierte Kabel wird von einer Zuf\u00fchrrolle von rechts \u00fcber ein Rollensystem in ein F\u00fchrungsr\u00f6hrchen (die Schwenkf\u00fchrung) eingeleitet. Nach einem vorgegebenen Weg stoppt die Maschine. Zwei Messer (je eines von unten und von oben) fahren an das Kabel heran und trennen die Isolation rundherum durch. Damit ist das eine ende blank. Anschliessend wird das Kabel weitergeschoben, bis die geforderte L\u00e4nge erreicht ist.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/e9rum28pkjh.exactdn.com\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/image-66-2.jpg?strip=all\")
Abb. 11: Vollautomatische Maschine zum Abl\u00e4ngen und Abisolieren von Elektrokabeln<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDanach schneiden die Messer das Kupferkabel ganz durch. Dabei wird die Isolation aufgeschlitzt, abgestreift und f\u00e4llt nach unten. Das abgel\u00e4ngte und abisolierte Kabel gelangt danach in einen Vorratsbeh\u00e4lter zur Weiterverarbeitung.<\/p>\n\n\n\n
Um die vertikalen Schneidbewegungen auszuf\u00fchren, bewegt sich das untere Messer nach oben, das obere nach unten. Die Zustellung der beiden Messer erfolgt \u00fcber eine gerollte Gewindespindel.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/e9rum28pkjh.exactdn.com\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/image-66-3.jpg?strip=all\")
Abb.: 12: An der Verschiebeeinheit des Konfektionierger\u00e4ts sind die zwei gegenl\u00e4ufigen Teile der gerollten
Gewindespindel deutlich zu sehen. Sie erzeugen \u00fcber die beiden Muttern die entgegengesetzte vertikale
Bewegung der Messer (oben)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nGenauer gesagt besteht die Gewindespindel aus zwei verschraubten Halbspindeln, die eine mit einem linksg\u00e4ngigen, die andere mit einem rechtsg\u00e4ngigen Gewinde. Beim Drehen der Gewindespindel verfahren die beiden Muttern, auf denen die Messer sitzen, gegenl\u00e4ufig (Abb. 12). Die Schraubverbindung in der Spindelmitte l\u00f6st sich nicht, weil das Befestigungsgewinde beim Schneidvorgang \u2013 hier treten die grossen Kr\u00e4fte auf \u2013 angezogen wird. Das Zur\u00fcckfahren \u00fcbt keine Kraftwirkung auf die Schraubverbindung aus.<\/p>\n\n\n\n
Kugelgewindetrieb f\u00fcr ein Teleskop<\/strong><\/h2>\n\n\n\nAuf der Kanarischen Insel La Palma steht in 2225 m H\u00f6he \u00fcber dem Meeresspiegel ein unter der Federf\u00fchrung des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Physik entwickeltes Teleskop (Abb. 13), das mit extrem hoher Empfindlichkeit Gammastrahlung aus bis zu acht Milliarden Lichtjahren entfernten Galaxien erfassen und nachweisen kann. Mit einem Durchmesser von 17 m ist dieses Teleskop das weltgr\u00f6sste seiner Art. Das schwenkbare Ger\u00fcst besteht aus Kohlefaserrohren.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/e9rum28pkjh.exactdn.com\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/image-67.jpg?strip=all\")
Abb. 13: Teleskop „Magic“ auf La Palma<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nBeinahe 1000 Aluminiumspiegelsegmente, montiert auf 247 starren Tr\u00e4gerplatten, ergeben 240 m2<\/sup> Spiegelfl\u00e4che. Innerhalb von 20 Sekunden k\u00f6nnen die Forscher das Teleskop auf einen beliebigen Punkt am Firmament ausrichten. Dazu wird jede der Tr\u00e4gerplatten von zwei Kugelgewindetrieben (Gewinde mit 10 mm Nenndurchmesser und 2 mm Steigung) auf einen vorjustierten Laserpunkt eingestellt (Abb. 14). Hybridschrittmotoren treiben die fast 500 Kugelgewindetriebe an.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/e9rum28pkjh.exactdn.com\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/image-67-1.jpg?strip=all\")
Abb. 14: Die Spindeltriebe sind in den Ecken der einzelnen Spiegelelemente angebracht<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nKugelgewindetriebe ohne Spiel f\u00fcr eine Strickmaschine<\/strong><\/h2>\n\n\n\nDie in Abbildung 15 gezeigte Hightech-Strickmaschine ist in der Lage, mit Tausenden von Nadeln pr\u00e4zise Muster auf riesige Stoffbahnen zu stricken. Mit nur einer Bewegungs- und Steuereinheit wird die gespannte Stoffbahn mit hoher Geschwindigkeit und Pr\u00e4zision nach links und rechts sowie auf und ab bewegt.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/e9rum28pkjh.exactdn.com\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/image-68.jpg?strip=all\")
Abb. 15: Mechanische Hightech-Strickmaschine mit 2 m langen Gewindespindeln<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nF\u00fcr den Antrieb mit Kugelgewindetrieben sprechen mehrere Faktoren: Genauigkeit, Einfachheit, Kosten und Robustheit; dies gilt insbesondere f\u00fcr den vertikalen Verfahrweg. Die Kugelgewindetriebe mit 25 mm Nenndurchmesser der Gewindespindel und 25 mm Gewindesteigung verf\u00fcgen \u00fcber vier Kugelr\u00fcckf\u00fchrungen. Das „Getriebe“ ist im Mutternk\u00f6rper integriert (Abb. 16). Das Umsetzen der Drehbewegung in eine lineare Bewegung erfolgt genau und spielfrei.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/e9rum28pkjh.exactdn.com\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/image-69.jpg?strip=all\")
Abb. 16: Zu sehen ist die Mutter des Kugelgewindetriebs im Laufwagen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nMit einem gew\u00f6hnlichen Kugelgewindetrieb von \u00fcber 2 m L\u00e4nge w\u00e4re die Spielfreiheit nicht zu erreichen, denn jede Mutter hat ein gewisses Spiel. In den meisten Anwendungen ist das Spiel unerheblich. Im Fall der Strickmaschine w\u00fcrde es sich besonders beim Umkehren der Bewegungsrichtung verheerend auswirken. Beim vertikalen Verfahren der Mutter treten Beschleunigungen gr\u00f6sser als die Erdbeschleunigung auf. Sobald die Schwerkraft aber aufgehoben ist, w\u00fcrde die Mutter auf der Spindel flattern. Das darf aber nicht sein.<\/p>\n\n\n\n
Um das Spiel aufzuheben, setzt man statt auf das sonst \u00fcbliche System mit zwei gegeneinander verspannten Muttern eine Einzelmutter ein, die eine sehr kurze Bauweise mit hoher Steifigkeit vereint. Die Vorspannung wird \u00fcber ein spezielles Gewinde auf der Basis des Profils des gotischen Kugelgewindes an der Spindel erzeugt.<\/p>\n\n\n\n
Je nach L\u00e4nge der Strickmaschine sind zwischen drei und elf vertikale Kugelgewindetriebe synchron zu steuern. Die Kugelgewindetriebe bestehen aus markt\u00fcblichen und g\u00fcnstig herzustellenden Einzelteilen. Der Aufbau, die Handhabung und die Wartung des gesamten Antriebs sind einfach. Es kommen ausschliesslich Standardelemente zum Einsatz. Selbst die Linearf\u00fchrungen f\u00fcr die Kugelgewindetriebe sind standardisierte Zukaufteile.<\/p>\n\n\n\n
Zur Blog \u00dcbersicht<\/a><\/h4>\n\n\n\n
In der Anwendung bietet der Kugelgewindetrieb dem Konstrukteur fast unbegrenzte M\u00f6glichkeiten zur L\u00f6sung von Transport- und Positionieraufgaben. Das reicht vom Kugelgewindetrieb mit angetriebener Spindel oder angetriebener Mutter \u00fcber solche mit Doppelmuttern bis hin zu Kugelgewindetrieben mit gerollten Pr\u00e4zisionsspindeln.<\/p>\n\n\n\n
Kugelgewindetrieb f\u00fcr einen Lastenlift<\/strong><\/h2>\n\n\n\nMit dem in Abbildung 3 gezeigten Lastenlift lassen sich Lasten bis zu 100 kg erm\u00fcdungsfrei und sicher bewegen; bis zu sechs der gezeigten Normk\u00e4sten k\u00f6nnen auf einmal per Knopfdruck vom Lagerregal zum Arbeitsplatz transportiert werden. Gerollte Kugelgewindetriebe sorgen f\u00fcr:<\/p>\n\n\n\n
\n- Geringen Verschlei\u00df<\/strong> bei hoher Positioniergenauigkeit.<\/li>\n\n\n\n
- Kompakte Antriebseinheiten<\/strong> durch reduzierte mechanische Teile.<\/li>\n\n\n\n
- Hohe Sicherheit<\/strong> durch pr\u00e4zise Umlenkungen in der Spindelmutter.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Abb. 3: Eine gerollte Gewindespindel erm\u00f6glicht die kompakte Antriebseinheit des Lastenlifts<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nKugelgewindetrieb f\u00fcr eine Kaffeemaschine<\/strong><\/h2>\n\n\n\nDie Abbildung 4 zeigt die Kolbeneinheit einer Kaffeemaschine f\u00fcr die Gastronomie. Der Stempel als zentrales Element wird, von zwei seitlich angeordneten Kugelgewindetrieben mit gerolltem Gewinde gef\u00fchrt, auf und ab bewegt. Dabei sind die Vorteile:<\/p>\n\n\n\n
\n- Gleichm\u00e4\u00dfige Stempelbewegung:<\/strong> Sorgt f\u00fcr ein optimales Aroma.<\/li>\n\n\n\n
- Langlebigkeit und Zuverl\u00e4ssigkeit:<\/strong> Dank der robusten gerollten Gewinde.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Abb. 4: In den beiden F\u00fchrungss\u00e4ulen der Spindel-Stempel-Einheit „laufen“ die Gewindespindeln<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nNachdem das Mahlwerk die frischen Kaffeebohnen in der gew\u00fcnschten Feinheit gemahlen hat, gelangt die ben\u00f6tigte Pulvermenge durch den Einlasstrichter in die Br\u00fchkammer. Der Stempel befindet sich zu diesem Zeitpunkt ganz oben. Die Gewindespindeltriebe senken den Stempel mit der erforderlichen Kraft ab und der Stempel presst das Kaffeepulver zusammen. Dies muss \u00e4usserst gleichm\u00e4ssig geschehen: H\u00e4tte die Kaffeeschicht nicht eine homogene Dicke, w\u00fcrde das Heisswasser nicht gleichm\u00e4ssig hindurchfliessen. Das Aroma w\u00e4re von Kaffeetasse zu Kaffeetasse unterschiedlich und eine Qualit\u00e4tseinbusse die Folge. Nach dem Br\u00fchen wird der Filterkuchen \u00fcber eine Stempelbewegung ausgeworfen.<\/p>\n\n\n\n
Hochsicherheitsgewinde f\u00fcr die Aufh\u00e4ngung von Seilbahnkabinen<\/strong><\/h2>\n\n\n\nSeilbahnhersteller unterscheiden Pendelbahnen (Grosskabinen im Pendelverkehr) von Umlaufbahnen (viele kleine Kabinen werden ins Seil eingekuppelt). Die Kabinen moderner Seilbahnen h\u00e4ngen jeweils an Bolzen mit gerolltem Gewinde \u2013 der Fachmann spricht von Zugstangen. Bei diesen Zugstangen handelt es sich um Hochsicherheitsteile.<\/p>\n\n\n\n
Fr\u00fcher stellten Steilbahnhersteller die Verbindungen durch Schweissen her. Doch mit derartigen Konstruktionen lassen sich die inzwischen deutlich versch\u00e4rften Sicherheitsanforderungen nicht mehr erf\u00fcllen. Zudem ist das Schweissen wegen der damit verbundenen \u00c4nderung der Materialstruktur und der vorgeschriebenen Pr\u00fcfungen viel zu kostspielig geworden.<\/p>\n\n\n\nAbb. 5: Die Grosskabine der Gondelbahn auf den \u00fcber 3000 m hohen Titlis
(Zentralschweizer Alpen) rotiert w\u00e4hrend der Fahrt um 360\u00b0<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDie Grosskabinen der in der Abbildung 5 gezeigten Pendelbahn h\u00e4ngen an jeweils vier Zugstangen. Jede dieser Halterungen geht durch die Kabine hindurch bis in den Kabinenboden. Der Kabinenboden ist an diesen vier Bolzen befestigt. Die Kabinenw\u00e4nde und die Verglasung dienen nur zum Schutz der Fahrg\u00e4ste vor Witterungseinfl\u00fcssen und unbeabsichtigtem „Ausstieg“ aus der Kabine.<\/p>\n\n\n\nAbb. 6: Umlaufbahn im Matterhorngebiet: Vier Bolzen aus hochlegiertem Stahl mit
gerollten Gewinden tragen die Kabine und sorgen f\u00fcr Sicherheit.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDie Kabinenaufh\u00e4ngung der in Abbildung 6 gezeigten Umlaufbahn ist anders konstruiert. Die Kleinkabinen verf\u00fcgen ebenfalls \u00fcber vier gerollte Gewindebolzen, die aber nicht als Zugstange durch die Kabine hindurch gehen. Stattdessen nehmen Schmiedeteile mit einem Gewindeeinsatz in jeder Ecke des Kabinendachs einen der vier Bolzen auf. Diese Laschen sind \u00fcber Eckstreben mit dem Kabinenboden verbunden, der die W\u00e4nde und die Verglasung tr\u00e4gt. Der Kraftfluss geht hier also von der Kabinenaufh\u00e4ngung \u00fcber die Gewindebolzen in die Deckenlaschen. Von dort wird die Kraft \u00fcber vier Eckprofile in die Bodenlaschen \u2013 ebenfalls Schmiedeteile \u2013 und damit in die Bodenstruktur geleitet. Weil die Eckstreben als Verbindung zwischen der Aufh\u00e4ngung und dem Kabinenboden ben\u00f6tigt werden, spricht man von einer selbsttragenden Kabine.<\/p>\n\n\n\n
F\u00fcr die Zugstangen von Grosskabinen (Abb. 7) sind gerollte Gewinde zwingend vorgeschrieben. Das Grundmaterial \u2013 hochlegierter Stahl mit Herstellungsattest \u2013 sowie die Form und Herstellung des Gewindes unterliegen sehr strengen Normen und Vorschriften f\u00fcr die erforderlichen Materialpr\u00fcfungen (R\u00f6ntgen, Ultraschall). Die Freigabe f\u00fcr den Einbau erfolgt erst mit den entsprechenden Zertifikaten. Von Bedeutung sind bei dieser Anwendung die Zug- und Kerbschlagfestigkeit sowie der Nachweis, dass die Teile auch noch bei Temperaturen von -20\u00b0C sicher ihren Dienst versehen. Falls es einer formgebenden Fertigung bedarf, so erfolgt diese ausschliesslich durch Wasserstrahlschneiden. Denn nur eine kalte Bearbeitung erzeugt keine Gef\u00fcgever\u00e4nderungen im Material.<\/p>\n\n\n\nAbb. 7: Bolzen aus hochlegiertem Stahl: nur ein gerolltes Gewinde erf\u00fcllt die
heutigen Sicherheitsnormen f\u00fcr Schwebebahnen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nAuch f\u00fcr die Aufh\u00e4ngung von Kleinkabinen werden heute praktisch nur noch Bolzen mit gerollten Gewinden zugelassen. Weil die L\u00e4ngsfasern des Materials beim Gewinderollen anders als beim Fr\u00e4sen oder Drehen nicht zerschnitten, sondern nur umgelenkt werden, erf\u00fcllen sie die Anforderungen an die vorgeschriebene Krebschlagz\u00e4higkeit. Gefr\u00e4ste oder gedrehte Gewinde erf\u00fcllen die Sicherheitsnormen nicht.<\/p>\n\n\n\n
Lautloser Gewindespindeltrieb f\u00fcr eine Schwenkschiebet\u00fcr<\/strong><\/h2>\n\n\n\nSchwenkschiebet\u00fcren von \u00f6ffentlichen Verkehrsmitteln sind bei bis zu 200 000 Bewegungszyklen pro Jahr teilweise \u00fcber 20 Jahre im Einsatz. Dies setzt hochwertige Komponenten<\/a> voraus. Bei der in Abbildung 8 gezeigten zweifl\u00fcgeligen Schwenkschiebet\u00fcr sorgt ein Gewindespindeltrieb mit gerolltem Gewinde daf\u00fcr, dass die T\u00fcrfl\u00fcgel reibungsarm und vor allem gefahrlos aufschwenken.<\/p>\n\n\n\nAbb. 8: Schwenkschiebet\u00fcr f\u00fcr Busse, Schienen- und Nutzfahrzeuge in geschlossenem Zustand<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDas \u00d6ffnen und Schliessen erfolgt \u00fcber eine L\u00e4ngswelle, auf die sowohl ein linksg\u00e4ngiges \u2013 f\u00fcr den linken T\u00fcrfl\u00fcgel \u2013 als auch ein rechtsg\u00e4ngiges Gewinde \u2013 f\u00fcr den rechten T\u00fcrfl\u00fcgel \u2013 gerollt wurde. Die Gewindespindel wird \u00fcber einen Zahnriemen und eine Drehmomentbegrenzungskupplung von einem Gleichstrommotor angetrieben.<\/p>\n\n\n\n
Die beiden Muttern in den Laufwagen (Abb. 9) \u2013 eine mit Linksgewinde, eine mit Rechtsgewinde \u2013 verfahren auf der Gewindespindel und bewirken dadurch die Seitw\u00e4rtsbewegung der T\u00fcrfl\u00fcgel. Gebogene F\u00fchrungsschienen sorgen daf\u00fcr, dass die T\u00fcr nach aussen oder innen schwingt. \u00dcber Hebel wird die T\u00fcr gedreht. Im Laufwagen ist dazu eine Drehachse eingebaut.<\/p>\n\n\n\nAbb. 9: Laufwagen mit eingebauter Mutter: Dreht sich die Gewindespindel, bewegen sich die T\u00fcren seitw\u00e4rts. Der Laufwagen bildet auch den Drehpunkt f\u00fcr das Schwenken der T\u00fcren.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nVon besonderer Bedeutung ist die Not\u00f6ffnungsfunktion. Normen f\u00fcr die passive Sicherheit schreiben vor, dass die T\u00fcren sowohl im Notfall als auch bei einem Systemversagen entriegelt und von den Passagieren \u2013 auch bei einer Paniksituation \u2013 leicht zu \u00f6ffnen sein m\u00fcssen. Nach dem Bet\u00e4tigen des roten Notknopfes wird der Elektromotor von der Gewindespindel getrennt (Kupplung). Der Luftbeh\u00e4lter \u2013 hier herrscht im Normalbetrieb permanent \u00dcberdruck \u2013 verliert schlagartig Druck. Ist der \u00dcberdruck abgebaut, \u00f6ffnen zwei starke Federn die T\u00fcrfl\u00fcgel soweit, dass sie sich von Hand ganz aufstossen lassen.<\/p>\n\n\n\nAbb. 10: \u00d6ffnungssystem der T\u00fcren: Zu sehen sind der Laufwagen mit der Drehachse,
die Gewindespindel und die Feder f\u00fcr die Not\u00f6ffnung (ganz oben)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDie Steigung des gerollten Gewindes ist von entscheidender Bedeutung daf\u00fcr, dass sich die T\u00fcr im Notfall manuell \u00f6ffnen l\u00e4sst. Bei zu kleiner Steigung l\u00e4ge eine Selbsthemmung vor. Bei der gew\u00e4hlten Steigung von 100 mm lassen sich die beiden Muttern mit geringem Kraftaufwand auf der Gewindespindel bewegen (Abb. 10).<\/p>\n\n\n\n
Gegenl\u00e4ufige Gewindespindel f\u00fcr ein Kabelkonfektionsger\u00e4t<\/strong><\/h2>\n\n\n\nBevor ein elektrisches Anschlusskabel an seinen Enden mit Steckern oder Klemmen verbunden werden kann, muss es abgel\u00e4ngt und abisoliert werden. Heute werden Kabel fast nur noch vollautomatisch konfektioniert.<\/p>\n\n\n\n
Das in Abbildung 11 gezeigte Kabelkonfektionierger\u00e4t l\u00e4sst Kabel unterschiedlicher Durchmesser zu. Das isolierte Kabel wird von einer Zuf\u00fchrrolle von rechts \u00fcber ein Rollensystem in ein F\u00fchrungsr\u00f6hrchen (die Schwenkf\u00fchrung) eingeleitet. Nach einem vorgegebenen Weg stoppt die Maschine. Zwei Messer (je eines von unten und von oben) fahren an das Kabel heran und trennen die Isolation rundherum durch. Damit ist das eine ende blank. Anschliessend wird das Kabel weitergeschoben, bis die geforderte L\u00e4nge erreicht ist.<\/p>\n\n\n\nAbb. 11: Vollautomatische Maschine zum Abl\u00e4ngen und Abisolieren von Elektrokabeln<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDanach schneiden die Messer das Kupferkabel ganz durch. Dabei wird die Isolation aufgeschlitzt, abgestreift und f\u00e4llt nach unten. Das abgel\u00e4ngte und abisolierte Kabel gelangt danach in einen Vorratsbeh\u00e4lter zur Weiterverarbeitung.<\/p>\n\n\n\n
Um die vertikalen Schneidbewegungen auszuf\u00fchren, bewegt sich das untere Messer nach oben, das obere nach unten. Die Zustellung der beiden Messer erfolgt \u00fcber eine gerollte Gewindespindel.<\/p>\n\n\n\nAbb.: 12: An der Verschiebeeinheit des Konfektionierger\u00e4ts sind die zwei gegenl\u00e4ufigen Teile der gerollten
Gewindespindel deutlich zu sehen. Sie erzeugen \u00fcber die beiden Muttern die entgegengesetzte vertikale
Bewegung der Messer (oben)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nGenauer gesagt besteht die Gewindespindel aus zwei verschraubten Halbspindeln, die eine mit einem linksg\u00e4ngigen, die andere mit einem rechtsg\u00e4ngigen Gewinde. Beim Drehen der Gewindespindel verfahren die beiden Muttern, auf denen die Messer sitzen, gegenl\u00e4ufig (Abb. 12). Die Schraubverbindung in der Spindelmitte l\u00f6st sich nicht, weil das Befestigungsgewinde beim Schneidvorgang \u2013 hier treten die grossen Kr\u00e4fte auf \u2013 angezogen wird. Das Zur\u00fcckfahren \u00fcbt keine Kraftwirkung auf die Schraubverbindung aus.<\/p>\n\n\n\n
Kugelgewindetrieb f\u00fcr ein Teleskop<\/strong><\/h2>\n\n\n\nAuf der Kanarischen Insel La Palma steht in 2225 m H\u00f6he \u00fcber dem Meeresspiegel ein unter der Federf\u00fchrung des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Physik entwickeltes Teleskop (Abb. 13), das mit extrem hoher Empfindlichkeit Gammastrahlung aus bis zu acht Milliarden Lichtjahren entfernten Galaxien erfassen und nachweisen kann. Mit einem Durchmesser von 17 m ist dieses Teleskop das weltgr\u00f6sste seiner Art. Das schwenkbare Ger\u00fcst besteht aus Kohlefaserrohren.<\/p>\n\n\n\nAbb. 13: Teleskop „Magic“ auf La Palma<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nBeinahe 1000 Aluminiumspiegelsegmente, montiert auf 247 starren Tr\u00e4gerplatten, ergeben 240 m2<\/sup> Spiegelfl\u00e4che. Innerhalb von 20 Sekunden k\u00f6nnen die Forscher das Teleskop auf einen beliebigen Punkt am Firmament ausrichten. Dazu wird jede der Tr\u00e4gerplatten von zwei Kugelgewindetrieben (Gewinde mit 10 mm Nenndurchmesser und 2 mm Steigung) auf einen vorjustierten Laserpunkt eingestellt (Abb. 14). Hybridschrittmotoren treiben die fast 500 Kugelgewindetriebe an.<\/p>\n\n\n\nAbb. 14: Die Spindeltriebe sind in den Ecken der einzelnen Spiegelelemente angebracht<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nKugelgewindetriebe ohne Spiel f\u00fcr eine Strickmaschine<\/strong><\/h2>\n\n\n\nDie in Abbildung 15 gezeigte Hightech-Strickmaschine ist in der Lage, mit Tausenden von Nadeln pr\u00e4zise Muster auf riesige Stoffbahnen zu stricken. Mit nur einer Bewegungs- und Steuereinheit wird die gespannte Stoffbahn mit hoher Geschwindigkeit und Pr\u00e4zision nach links und rechts sowie auf und ab bewegt.<\/p>\n\n\n\nAbb. 15: Mechanische Hightech-Strickmaschine mit 2 m langen Gewindespindeln<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nF\u00fcr den Antrieb mit Kugelgewindetrieben sprechen mehrere Faktoren: Genauigkeit, Einfachheit, Kosten und Robustheit; dies gilt insbesondere f\u00fcr den vertikalen Verfahrweg. Die Kugelgewindetriebe mit 25 mm Nenndurchmesser der Gewindespindel und 25 mm Gewindesteigung verf\u00fcgen \u00fcber vier Kugelr\u00fcckf\u00fchrungen. Das „Getriebe“ ist im Mutternk\u00f6rper integriert (Abb. 16). Das Umsetzen der Drehbewegung in eine lineare Bewegung erfolgt genau und spielfrei.<\/p>\n\n\n\nAbb. 16: Zu sehen ist die Mutter des Kugelgewindetriebs im Laufwagen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nMit einem gew\u00f6hnlichen Kugelgewindetrieb von \u00fcber 2 m L\u00e4nge w\u00e4re die Spielfreiheit nicht zu erreichen, denn jede Mutter hat ein gewisses Spiel. In den meisten Anwendungen ist das Spiel unerheblich. Im Fall der Strickmaschine w\u00fcrde es sich besonders beim Umkehren der Bewegungsrichtung verheerend auswirken. Beim vertikalen Verfahren der Mutter treten Beschleunigungen gr\u00f6sser als die Erdbeschleunigung auf. Sobald die Schwerkraft aber aufgehoben ist, w\u00fcrde die Mutter auf der Spindel flattern. Das darf aber nicht sein.<\/p>\n\n\n\n
Um das Spiel aufzuheben, setzt man statt auf das sonst \u00fcbliche System mit zwei gegeneinander verspannten Muttern eine Einzelmutter ein, die eine sehr kurze Bauweise mit hoher Steifigkeit vereint. Die Vorspannung wird \u00fcber ein spezielles Gewinde auf der Basis des Profils des gotischen Kugelgewindes an der Spindel erzeugt.<\/p>\n\n\n\n
Je nach L\u00e4nge der Strickmaschine sind zwischen drei und elf vertikale Kugelgewindetriebe synchron zu steuern. Die Kugelgewindetriebe bestehen aus markt\u00fcblichen und g\u00fcnstig herzustellenden Einzelteilen. Der Aufbau, die Handhabung und die Wartung des gesamten Antriebs sind einfach. Es kommen ausschliesslich Standardelemente zum Einsatz. Selbst die Linearf\u00fchrungen f\u00fcr die Kugelgewindetriebe sind standardisierte Zukaufteile.<\/p>\n\n\n\n
Zur Blog \u00dcbersicht<\/a><\/h4>\n\n\n\n
Kugelgewindetrieb f\u00fcr eine Kaffeemaschine<\/strong><\/h2>\n\n\n\nDie Abbildung 4 zeigt die Kolbeneinheit einer Kaffeemaschine f\u00fcr die Gastronomie. Der Stempel als zentrales Element wird, von zwei seitlich angeordneten Kugelgewindetrieben mit gerolltem Gewinde gef\u00fchrt, auf und ab bewegt. Dabei sind die Vorteile:<\/p>\n\n\n\n
\n- Gleichm\u00e4\u00dfige Stempelbewegung:<\/strong> Sorgt f\u00fcr ein optimales Aroma.<\/li>\n\n\n\n
- Langlebigkeit und Zuverl\u00e4ssigkeit:<\/strong> Dank der robusten gerollten Gewinde.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Abb. 4: In den beiden F\u00fchrungss\u00e4ulen der Spindel-Stempel-Einheit „laufen“ die Gewindespindeln<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nNachdem das Mahlwerk die frischen Kaffeebohnen in der gew\u00fcnschten Feinheit gemahlen hat, gelangt die ben\u00f6tigte Pulvermenge durch den Einlasstrichter in die Br\u00fchkammer. Der Stempel befindet sich zu diesem Zeitpunkt ganz oben. Die Gewindespindeltriebe senken den Stempel mit der erforderlichen Kraft ab und der Stempel presst das Kaffeepulver zusammen. Dies muss \u00e4usserst gleichm\u00e4ssig geschehen: H\u00e4tte die Kaffeeschicht nicht eine homogene Dicke, w\u00fcrde das Heisswasser nicht gleichm\u00e4ssig hindurchfliessen. Das Aroma w\u00e4re von Kaffeetasse zu Kaffeetasse unterschiedlich und eine Qualit\u00e4tseinbusse die Folge. Nach dem Br\u00fchen wird der Filterkuchen \u00fcber eine Stempelbewegung ausgeworfen.<\/p>\n\n\n\n
Hochsicherheitsgewinde f\u00fcr die Aufh\u00e4ngung von Seilbahnkabinen<\/strong><\/h2>\n\n\n\nSeilbahnhersteller unterscheiden Pendelbahnen (Grosskabinen im Pendelverkehr) von Umlaufbahnen (viele kleine Kabinen werden ins Seil eingekuppelt). Die Kabinen moderner Seilbahnen h\u00e4ngen jeweils an Bolzen mit gerolltem Gewinde \u2013 der Fachmann spricht von Zugstangen. Bei diesen Zugstangen handelt es sich um Hochsicherheitsteile.<\/p>\n\n\n\n
Fr\u00fcher stellten Steilbahnhersteller die Verbindungen durch Schweissen her. Doch mit derartigen Konstruktionen lassen sich die inzwischen deutlich versch\u00e4rften Sicherheitsanforderungen nicht mehr erf\u00fcllen. Zudem ist das Schweissen wegen der damit verbundenen \u00c4nderung der Materialstruktur und der vorgeschriebenen Pr\u00fcfungen viel zu kostspielig geworden.<\/p>\n\n\n\nAbb. 5: Die Grosskabine der Gondelbahn auf den \u00fcber 3000 m hohen Titlis
(Zentralschweizer Alpen) rotiert w\u00e4hrend der Fahrt um 360\u00b0<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDie Grosskabinen der in der Abbildung 5 gezeigten Pendelbahn h\u00e4ngen an jeweils vier Zugstangen. Jede dieser Halterungen geht durch die Kabine hindurch bis in den Kabinenboden. Der Kabinenboden ist an diesen vier Bolzen befestigt. Die Kabinenw\u00e4nde und die Verglasung dienen nur zum Schutz der Fahrg\u00e4ste vor Witterungseinfl\u00fcssen und unbeabsichtigtem „Ausstieg“ aus der Kabine.<\/p>\n\n\n\nAbb. 6: Umlaufbahn im Matterhorngebiet: Vier Bolzen aus hochlegiertem Stahl mit
gerollten Gewinden tragen die Kabine und sorgen f\u00fcr Sicherheit.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDie Kabinenaufh\u00e4ngung der in Abbildung 6 gezeigten Umlaufbahn ist anders konstruiert. Die Kleinkabinen verf\u00fcgen ebenfalls \u00fcber vier gerollte Gewindebolzen, die aber nicht als Zugstange durch die Kabine hindurch gehen. Stattdessen nehmen Schmiedeteile mit einem Gewindeeinsatz in jeder Ecke des Kabinendachs einen der vier Bolzen auf. Diese Laschen sind \u00fcber Eckstreben mit dem Kabinenboden verbunden, der die W\u00e4nde und die Verglasung tr\u00e4gt. Der Kraftfluss geht hier also von der Kabinenaufh\u00e4ngung \u00fcber die Gewindebolzen in die Deckenlaschen. Von dort wird die Kraft \u00fcber vier Eckprofile in die Bodenlaschen \u2013 ebenfalls Schmiedeteile \u2013 und damit in die Bodenstruktur geleitet. Weil die Eckstreben als Verbindung zwischen der Aufh\u00e4ngung und dem Kabinenboden ben\u00f6tigt werden, spricht man von einer selbsttragenden Kabine.<\/p>\n\n\n\n
F\u00fcr die Zugstangen von Grosskabinen (Abb. 7) sind gerollte Gewinde zwingend vorgeschrieben. Das Grundmaterial \u2013 hochlegierter Stahl mit Herstellungsattest \u2013 sowie die Form und Herstellung des Gewindes unterliegen sehr strengen Normen und Vorschriften f\u00fcr die erforderlichen Materialpr\u00fcfungen (R\u00f6ntgen, Ultraschall). Die Freigabe f\u00fcr den Einbau erfolgt erst mit den entsprechenden Zertifikaten. Von Bedeutung sind bei dieser Anwendung die Zug- und Kerbschlagfestigkeit sowie der Nachweis, dass die Teile auch noch bei Temperaturen von -20\u00b0C sicher ihren Dienst versehen. Falls es einer formgebenden Fertigung bedarf, so erfolgt diese ausschliesslich durch Wasserstrahlschneiden. Denn nur eine kalte Bearbeitung erzeugt keine Gef\u00fcgever\u00e4nderungen im Material.<\/p>\n\n\n\nAbb. 7: Bolzen aus hochlegiertem Stahl: nur ein gerolltes Gewinde erf\u00fcllt die
heutigen Sicherheitsnormen f\u00fcr Schwebebahnen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nAuch f\u00fcr die Aufh\u00e4ngung von Kleinkabinen werden heute praktisch nur noch Bolzen mit gerollten Gewinden zugelassen. Weil die L\u00e4ngsfasern des Materials beim Gewinderollen anders als beim Fr\u00e4sen oder Drehen nicht zerschnitten, sondern nur umgelenkt werden, erf\u00fcllen sie die Anforderungen an die vorgeschriebene Krebschlagz\u00e4higkeit. Gefr\u00e4ste oder gedrehte Gewinde erf\u00fcllen die Sicherheitsnormen nicht.<\/p>\n\n\n\n
Lautloser Gewindespindeltrieb f\u00fcr eine Schwenkschiebet\u00fcr<\/strong><\/h2>\n\n\n\nSchwenkschiebet\u00fcren von \u00f6ffentlichen Verkehrsmitteln sind bei bis zu 200 000 Bewegungszyklen pro Jahr teilweise \u00fcber 20 Jahre im Einsatz. Dies setzt hochwertige Komponenten<\/a> voraus. Bei der in Abbildung 8 gezeigten zweifl\u00fcgeligen Schwenkschiebet\u00fcr sorgt ein Gewindespindeltrieb mit gerolltem Gewinde daf\u00fcr, dass die T\u00fcrfl\u00fcgel reibungsarm und vor allem gefahrlos aufschwenken.<\/p>\n\n\n\nAbb. 8: Schwenkschiebet\u00fcr f\u00fcr Busse, Schienen- und Nutzfahrzeuge in geschlossenem Zustand<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDas \u00d6ffnen und Schliessen erfolgt \u00fcber eine L\u00e4ngswelle, auf die sowohl ein linksg\u00e4ngiges \u2013 f\u00fcr den linken T\u00fcrfl\u00fcgel \u2013 als auch ein rechtsg\u00e4ngiges Gewinde \u2013 f\u00fcr den rechten T\u00fcrfl\u00fcgel \u2013 gerollt wurde. Die Gewindespindel wird \u00fcber einen Zahnriemen und eine Drehmomentbegrenzungskupplung von einem Gleichstrommotor angetrieben.<\/p>\n\n\n\n
Die beiden Muttern in den Laufwagen (Abb. 9) \u2013 eine mit Linksgewinde, eine mit Rechtsgewinde \u2013 verfahren auf der Gewindespindel und bewirken dadurch die Seitw\u00e4rtsbewegung der T\u00fcrfl\u00fcgel. Gebogene F\u00fchrungsschienen sorgen daf\u00fcr, dass die T\u00fcr nach aussen oder innen schwingt. \u00dcber Hebel wird die T\u00fcr gedreht. Im Laufwagen ist dazu eine Drehachse eingebaut.<\/p>\n\n\n\nAbb. 9: Laufwagen mit eingebauter Mutter: Dreht sich die Gewindespindel, bewegen sich die T\u00fcren seitw\u00e4rts. Der Laufwagen bildet auch den Drehpunkt f\u00fcr das Schwenken der T\u00fcren.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nVon besonderer Bedeutung ist die Not\u00f6ffnungsfunktion. Normen f\u00fcr die passive Sicherheit schreiben vor, dass die T\u00fcren sowohl im Notfall als auch bei einem Systemversagen entriegelt und von den Passagieren \u2013 auch bei einer Paniksituation \u2013 leicht zu \u00f6ffnen sein m\u00fcssen. Nach dem Bet\u00e4tigen des roten Notknopfes wird der Elektromotor von der Gewindespindel getrennt (Kupplung). Der Luftbeh\u00e4lter \u2013 hier herrscht im Normalbetrieb permanent \u00dcberdruck \u2013 verliert schlagartig Druck. Ist der \u00dcberdruck abgebaut, \u00f6ffnen zwei starke Federn die T\u00fcrfl\u00fcgel soweit, dass sie sich von Hand ganz aufstossen lassen.<\/p>\n\n\n\nAbb. 10: \u00d6ffnungssystem der T\u00fcren: Zu sehen sind der Laufwagen mit der Drehachse,
die Gewindespindel und die Feder f\u00fcr die Not\u00f6ffnung (ganz oben)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDie Steigung des gerollten Gewindes ist von entscheidender Bedeutung daf\u00fcr, dass sich die T\u00fcr im Notfall manuell \u00f6ffnen l\u00e4sst. Bei zu kleiner Steigung l\u00e4ge eine Selbsthemmung vor. Bei der gew\u00e4hlten Steigung von 100 mm lassen sich die beiden Muttern mit geringem Kraftaufwand auf der Gewindespindel bewegen (Abb. 10).<\/p>\n\n\n\n
Gegenl\u00e4ufige Gewindespindel f\u00fcr ein Kabelkonfektionsger\u00e4t<\/strong><\/h2>\n\n\n\nBevor ein elektrisches Anschlusskabel an seinen Enden mit Steckern oder Klemmen verbunden werden kann, muss es abgel\u00e4ngt und abisoliert werden. Heute werden Kabel fast nur noch vollautomatisch konfektioniert.<\/p>\n\n\n\n
Das in Abbildung 11 gezeigte Kabelkonfektionierger\u00e4t l\u00e4sst Kabel unterschiedlicher Durchmesser zu. Das isolierte Kabel wird von einer Zuf\u00fchrrolle von rechts \u00fcber ein Rollensystem in ein F\u00fchrungsr\u00f6hrchen (die Schwenkf\u00fchrung) eingeleitet. Nach einem vorgegebenen Weg stoppt die Maschine. Zwei Messer (je eines von unten und von oben) fahren an das Kabel heran und trennen die Isolation rundherum durch. Damit ist das eine ende blank. Anschliessend wird das Kabel weitergeschoben, bis die geforderte L\u00e4nge erreicht ist.<\/p>\n\n\n\nAbb. 11: Vollautomatische Maschine zum Abl\u00e4ngen und Abisolieren von Elektrokabeln<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDanach schneiden die Messer das Kupferkabel ganz durch. Dabei wird die Isolation aufgeschlitzt, abgestreift und f\u00e4llt nach unten. Das abgel\u00e4ngte und abisolierte Kabel gelangt danach in einen Vorratsbeh\u00e4lter zur Weiterverarbeitung.<\/p>\n\n\n\n
Um die vertikalen Schneidbewegungen auszuf\u00fchren, bewegt sich das untere Messer nach oben, das obere nach unten. Die Zustellung der beiden Messer erfolgt \u00fcber eine gerollte Gewindespindel.<\/p>\n\n\n\nAbb.: 12: An der Verschiebeeinheit des Konfektionierger\u00e4ts sind die zwei gegenl\u00e4ufigen Teile der gerollten
Gewindespindel deutlich zu sehen. Sie erzeugen \u00fcber die beiden Muttern die entgegengesetzte vertikale
Bewegung der Messer (oben)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nGenauer gesagt besteht die Gewindespindel aus zwei verschraubten Halbspindeln, die eine mit einem linksg\u00e4ngigen, die andere mit einem rechtsg\u00e4ngigen Gewinde. Beim Drehen der Gewindespindel verfahren die beiden Muttern, auf denen die Messer sitzen, gegenl\u00e4ufig (Abb. 12). Die Schraubverbindung in der Spindelmitte l\u00f6st sich nicht, weil das Befestigungsgewinde beim Schneidvorgang \u2013 hier treten die grossen Kr\u00e4fte auf \u2013 angezogen wird. Das Zur\u00fcckfahren \u00fcbt keine Kraftwirkung auf die Schraubverbindung aus.<\/p>\n\n\n\n
Kugelgewindetrieb f\u00fcr ein Teleskop<\/strong><\/h2>\n\n\n\nAuf der Kanarischen Insel La Palma steht in 2225 m H\u00f6he \u00fcber dem Meeresspiegel ein unter der Federf\u00fchrung des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Physik entwickeltes Teleskop (Abb. 13), das mit extrem hoher Empfindlichkeit Gammastrahlung aus bis zu acht Milliarden Lichtjahren entfernten Galaxien erfassen und nachweisen kann. Mit einem Durchmesser von 17 m ist dieses Teleskop das weltgr\u00f6sste seiner Art. Das schwenkbare Ger\u00fcst besteht aus Kohlefaserrohren.<\/p>\n\n\n\nAbb. 13: Teleskop „Magic“ auf La Palma<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nBeinahe 1000 Aluminiumspiegelsegmente, montiert auf 247 starren Tr\u00e4gerplatten, ergeben 240 m2<\/sup> Spiegelfl\u00e4che. Innerhalb von 20 Sekunden k\u00f6nnen die Forscher das Teleskop auf einen beliebigen Punkt am Firmament ausrichten. Dazu wird jede der Tr\u00e4gerplatten von zwei Kugelgewindetrieben (Gewinde mit 10 mm Nenndurchmesser und 2 mm Steigung) auf einen vorjustierten Laserpunkt eingestellt (Abb. 14). Hybridschrittmotoren treiben die fast 500 Kugelgewindetriebe an.<\/p>\n\n\n\nAbb. 14: Die Spindeltriebe sind in den Ecken der einzelnen Spiegelelemente angebracht<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nKugelgewindetriebe ohne Spiel f\u00fcr eine Strickmaschine<\/strong><\/h2>\n\n\n\nDie in Abbildung 15 gezeigte Hightech-Strickmaschine ist in der Lage, mit Tausenden von Nadeln pr\u00e4zise Muster auf riesige Stoffbahnen zu stricken. Mit nur einer Bewegungs- und Steuereinheit wird die gespannte Stoffbahn mit hoher Geschwindigkeit und Pr\u00e4zision nach links und rechts sowie auf und ab bewegt.<\/p>\n\n\n\nAbb. 15: Mechanische Hightech-Strickmaschine mit 2 m langen Gewindespindeln<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nF\u00fcr den Antrieb mit Kugelgewindetrieben sprechen mehrere Faktoren: Genauigkeit, Einfachheit, Kosten und Robustheit; dies gilt insbesondere f\u00fcr den vertikalen Verfahrweg. Die Kugelgewindetriebe mit 25 mm Nenndurchmesser der Gewindespindel und 25 mm Gewindesteigung verf\u00fcgen \u00fcber vier Kugelr\u00fcckf\u00fchrungen. Das „Getriebe“ ist im Mutternk\u00f6rper integriert (Abb. 16). Das Umsetzen der Drehbewegung in eine lineare Bewegung erfolgt genau und spielfrei.<\/p>\n\n\n\nAbb. 16: Zu sehen ist die Mutter des Kugelgewindetriebs im Laufwagen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nMit einem gew\u00f6hnlichen Kugelgewindetrieb von \u00fcber 2 m L\u00e4nge w\u00e4re die Spielfreiheit nicht zu erreichen, denn jede Mutter hat ein gewisses Spiel. In den meisten Anwendungen ist das Spiel unerheblich. Im Fall der Strickmaschine w\u00fcrde es sich besonders beim Umkehren der Bewegungsrichtung verheerend auswirken. Beim vertikalen Verfahren der Mutter treten Beschleunigungen gr\u00f6sser als die Erdbeschleunigung auf. Sobald die Schwerkraft aber aufgehoben ist, w\u00fcrde die Mutter auf der Spindel flattern. Das darf aber nicht sein.<\/p>\n\n\n\n
Um das Spiel aufzuheben, setzt man statt auf das sonst \u00fcbliche System mit zwei gegeneinander verspannten Muttern eine Einzelmutter ein, die eine sehr kurze Bauweise mit hoher Steifigkeit vereint. Die Vorspannung wird \u00fcber ein spezielles Gewinde auf der Basis des Profils des gotischen Kugelgewindes an der Spindel erzeugt.<\/p>\n\n\n\n
Je nach L\u00e4nge der Strickmaschine sind zwischen drei und elf vertikale Kugelgewindetriebe synchron zu steuern. Die Kugelgewindetriebe bestehen aus markt\u00fcblichen und g\u00fcnstig herzustellenden Einzelteilen. Der Aufbau, die Handhabung und die Wartung des gesamten Antriebs sind einfach. Es kommen ausschliesslich Standardelemente zum Einsatz. Selbst die Linearf\u00fchrungen f\u00fcr die Kugelgewindetriebe sind standardisierte Zukaufteile.<\/p>\n\n\n\n
Zur Blog \u00dcbersicht<\/a><\/h4>\n\n\n\n
Nachdem das Mahlwerk die frischen Kaffeebohnen in der gew\u00fcnschten Feinheit gemahlen hat, gelangt die ben\u00f6tigte Pulvermenge durch den Einlasstrichter in die Br\u00fchkammer. Der Stempel befindet sich zu diesem Zeitpunkt ganz oben. Die Gewindespindeltriebe senken den Stempel mit der erforderlichen Kraft ab und der Stempel presst das Kaffeepulver zusammen. Dies muss \u00e4usserst gleichm\u00e4ssig geschehen: H\u00e4tte die Kaffeeschicht nicht eine homogene Dicke, w\u00fcrde das Heisswasser nicht gleichm\u00e4ssig hindurchfliessen. Das Aroma w\u00e4re von Kaffeetasse zu Kaffeetasse unterschiedlich und eine Qualit\u00e4tseinbusse die Folge. Nach dem Br\u00fchen wird der Filterkuchen \u00fcber eine Stempelbewegung ausgeworfen.<\/p>\n\n\n\n
Hochsicherheitsgewinde f\u00fcr die Aufh\u00e4ngung von Seilbahnkabinen<\/strong><\/h2>\n\n\n\nSeilbahnhersteller unterscheiden Pendelbahnen (Grosskabinen im Pendelverkehr) von Umlaufbahnen (viele kleine Kabinen werden ins Seil eingekuppelt). Die Kabinen moderner Seilbahnen h\u00e4ngen jeweils an Bolzen mit gerolltem Gewinde \u2013 der Fachmann spricht von Zugstangen. Bei diesen Zugstangen handelt es sich um Hochsicherheitsteile.<\/p>\n\n\n\n
Fr\u00fcher stellten Steilbahnhersteller die Verbindungen durch Schweissen her. Doch mit derartigen Konstruktionen lassen sich die inzwischen deutlich versch\u00e4rften Sicherheitsanforderungen nicht mehr erf\u00fcllen. Zudem ist das Schweissen wegen der damit verbundenen \u00c4nderung der Materialstruktur und der vorgeschriebenen Pr\u00fcfungen viel zu kostspielig geworden.<\/p>\n\n\n\nAbb. 5: Die Grosskabine der Gondelbahn auf den \u00fcber 3000 m hohen Titlis
(Zentralschweizer Alpen) rotiert w\u00e4hrend der Fahrt um 360\u00b0<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDie Grosskabinen der in der Abbildung 5 gezeigten Pendelbahn h\u00e4ngen an jeweils vier Zugstangen. Jede dieser Halterungen geht durch die Kabine hindurch bis in den Kabinenboden. Der Kabinenboden ist an diesen vier Bolzen befestigt. Die Kabinenw\u00e4nde und die Verglasung dienen nur zum Schutz der Fahrg\u00e4ste vor Witterungseinfl\u00fcssen und unbeabsichtigtem „Ausstieg“ aus der Kabine.<\/p>\n\n\n\nAbb. 6: Umlaufbahn im Matterhorngebiet: Vier Bolzen aus hochlegiertem Stahl mit
gerollten Gewinden tragen die Kabine und sorgen f\u00fcr Sicherheit.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDie Kabinenaufh\u00e4ngung der in Abbildung 6 gezeigten Umlaufbahn ist anders konstruiert. Die Kleinkabinen verf\u00fcgen ebenfalls \u00fcber vier gerollte Gewindebolzen, die aber nicht als Zugstange durch die Kabine hindurch gehen. Stattdessen nehmen Schmiedeteile mit einem Gewindeeinsatz in jeder Ecke des Kabinendachs einen der vier Bolzen auf. Diese Laschen sind \u00fcber Eckstreben mit dem Kabinenboden verbunden, der die W\u00e4nde und die Verglasung tr\u00e4gt. Der Kraftfluss geht hier also von der Kabinenaufh\u00e4ngung \u00fcber die Gewindebolzen in die Deckenlaschen. Von dort wird die Kraft \u00fcber vier Eckprofile in die Bodenlaschen \u2013 ebenfalls Schmiedeteile \u2013 und damit in die Bodenstruktur geleitet. Weil die Eckstreben als Verbindung zwischen der Aufh\u00e4ngung und dem Kabinenboden ben\u00f6tigt werden, spricht man von einer selbsttragenden Kabine.<\/p>\n\n\n\n
F\u00fcr die Zugstangen von Grosskabinen (Abb. 7) sind gerollte Gewinde zwingend vorgeschrieben. Das Grundmaterial \u2013 hochlegierter Stahl mit Herstellungsattest \u2013 sowie die Form und Herstellung des Gewindes unterliegen sehr strengen Normen und Vorschriften f\u00fcr die erforderlichen Materialpr\u00fcfungen (R\u00f6ntgen, Ultraschall). Die Freigabe f\u00fcr den Einbau erfolgt erst mit den entsprechenden Zertifikaten. Von Bedeutung sind bei dieser Anwendung die Zug- und Kerbschlagfestigkeit sowie der Nachweis, dass die Teile auch noch bei Temperaturen von -20\u00b0C sicher ihren Dienst versehen. Falls es einer formgebenden Fertigung bedarf, so erfolgt diese ausschliesslich durch Wasserstrahlschneiden. Denn nur eine kalte Bearbeitung erzeugt keine Gef\u00fcgever\u00e4nderungen im Material.<\/p>\n\n\n\nAbb. 7: Bolzen aus hochlegiertem Stahl: nur ein gerolltes Gewinde erf\u00fcllt die
heutigen Sicherheitsnormen f\u00fcr Schwebebahnen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nAuch f\u00fcr die Aufh\u00e4ngung von Kleinkabinen werden heute praktisch nur noch Bolzen mit gerollten Gewinden zugelassen. Weil die L\u00e4ngsfasern des Materials beim Gewinderollen anders als beim Fr\u00e4sen oder Drehen nicht zerschnitten, sondern nur umgelenkt werden, erf\u00fcllen sie die Anforderungen an die vorgeschriebene Krebschlagz\u00e4higkeit. Gefr\u00e4ste oder gedrehte Gewinde erf\u00fcllen die Sicherheitsnormen nicht.<\/p>\n\n\n\n
Lautloser Gewindespindeltrieb f\u00fcr eine Schwenkschiebet\u00fcr<\/strong><\/h2>\n\n\n\nSchwenkschiebet\u00fcren von \u00f6ffentlichen Verkehrsmitteln sind bei bis zu 200 000 Bewegungszyklen pro Jahr teilweise \u00fcber 20 Jahre im Einsatz. Dies setzt hochwertige Komponenten<\/a> voraus. Bei der in Abbildung 8 gezeigten zweifl\u00fcgeligen Schwenkschiebet\u00fcr sorgt ein Gewindespindeltrieb mit gerolltem Gewinde daf\u00fcr, dass die T\u00fcrfl\u00fcgel reibungsarm und vor allem gefahrlos aufschwenken.<\/p>\n\n\n\nAbb. 8: Schwenkschiebet\u00fcr f\u00fcr Busse, Schienen- und Nutzfahrzeuge in geschlossenem Zustand<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDas \u00d6ffnen und Schliessen erfolgt \u00fcber eine L\u00e4ngswelle, auf die sowohl ein linksg\u00e4ngiges \u2013 f\u00fcr den linken T\u00fcrfl\u00fcgel \u2013 als auch ein rechtsg\u00e4ngiges Gewinde \u2013 f\u00fcr den rechten T\u00fcrfl\u00fcgel \u2013 gerollt wurde. Die Gewindespindel wird \u00fcber einen Zahnriemen und eine Drehmomentbegrenzungskupplung von einem Gleichstrommotor angetrieben.<\/p>\n\n\n\n
Die beiden Muttern in den Laufwagen (Abb. 9) \u2013 eine mit Linksgewinde, eine mit Rechtsgewinde \u2013 verfahren auf der Gewindespindel und bewirken dadurch die Seitw\u00e4rtsbewegung der T\u00fcrfl\u00fcgel. Gebogene F\u00fchrungsschienen sorgen daf\u00fcr, dass die T\u00fcr nach aussen oder innen schwingt. \u00dcber Hebel wird die T\u00fcr gedreht. Im Laufwagen ist dazu eine Drehachse eingebaut.<\/p>\n\n\n\nAbb. 9: Laufwagen mit eingebauter Mutter: Dreht sich die Gewindespindel, bewegen sich die T\u00fcren seitw\u00e4rts. Der Laufwagen bildet auch den Drehpunkt f\u00fcr das Schwenken der T\u00fcren.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nVon besonderer Bedeutung ist die Not\u00f6ffnungsfunktion. Normen f\u00fcr die passive Sicherheit schreiben vor, dass die T\u00fcren sowohl im Notfall als auch bei einem Systemversagen entriegelt und von den Passagieren \u2013 auch bei einer Paniksituation \u2013 leicht zu \u00f6ffnen sein m\u00fcssen. Nach dem Bet\u00e4tigen des roten Notknopfes wird der Elektromotor von der Gewindespindel getrennt (Kupplung). Der Luftbeh\u00e4lter \u2013 hier herrscht im Normalbetrieb permanent \u00dcberdruck \u2013 verliert schlagartig Druck. Ist der \u00dcberdruck abgebaut, \u00f6ffnen zwei starke Federn die T\u00fcrfl\u00fcgel soweit, dass sie sich von Hand ganz aufstossen lassen.<\/p>\n\n\n\nAbb. 10: \u00d6ffnungssystem der T\u00fcren: Zu sehen sind der Laufwagen mit der Drehachse,
die Gewindespindel und die Feder f\u00fcr die Not\u00f6ffnung (ganz oben)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDie Steigung des gerollten Gewindes ist von entscheidender Bedeutung daf\u00fcr, dass sich die T\u00fcr im Notfall manuell \u00f6ffnen l\u00e4sst. Bei zu kleiner Steigung l\u00e4ge eine Selbsthemmung vor. Bei der gew\u00e4hlten Steigung von 100 mm lassen sich die beiden Muttern mit geringem Kraftaufwand auf der Gewindespindel bewegen (Abb. 10).<\/p>\n\n\n\n
Gegenl\u00e4ufige Gewindespindel f\u00fcr ein Kabelkonfektionsger\u00e4t<\/strong><\/h2>\n\n\n\nBevor ein elektrisches Anschlusskabel an seinen Enden mit Steckern oder Klemmen verbunden werden kann, muss es abgel\u00e4ngt und abisoliert werden. Heute werden Kabel fast nur noch vollautomatisch konfektioniert.<\/p>\n\n\n\n
Das in Abbildung 11 gezeigte Kabelkonfektionierger\u00e4t l\u00e4sst Kabel unterschiedlicher Durchmesser zu. Das isolierte Kabel wird von einer Zuf\u00fchrrolle von rechts \u00fcber ein Rollensystem in ein F\u00fchrungsr\u00f6hrchen (die Schwenkf\u00fchrung) eingeleitet. Nach einem vorgegebenen Weg stoppt die Maschine. Zwei Messer (je eines von unten und von oben) fahren an das Kabel heran und trennen die Isolation rundherum durch. Damit ist das eine ende blank. Anschliessend wird das Kabel weitergeschoben, bis die geforderte L\u00e4nge erreicht ist.<\/p>\n\n\n\nAbb. 11: Vollautomatische Maschine zum Abl\u00e4ngen und Abisolieren von Elektrokabeln<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nDanach schneiden die Messer das Kupferkabel ganz durch. Dabei wird die Isolation aufgeschlitzt, abgestreift und f\u00e4llt nach unten. Das abgel\u00e4ngte und abisolierte Kabel gelangt danach in einen Vorratsbeh\u00e4lter zur Weiterverarbeitung.<\/p>\n\n\n\n
Um die vertikalen Schneidbewegungen auszuf\u00fchren, bewegt sich das untere Messer nach oben, das obere nach unten. Die Zustellung der beiden Messer erfolgt \u00fcber eine gerollte Gewindespindel.<\/p>\n\n\n\nAbb.: 12: An der Verschiebeeinheit des Konfektionierger\u00e4ts sind die zwei gegenl\u00e4ufigen Teile der gerollten
Gewindespindel deutlich zu sehen. Sie erzeugen \u00fcber die beiden Muttern die entgegengesetzte vertikale
Bewegung der Messer (oben)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nGenauer gesagt besteht die Gewindespindel aus zwei verschraubten Halbspindeln, die eine mit einem linksg\u00e4ngigen, die andere mit einem rechtsg\u00e4ngigen Gewinde. Beim Drehen der Gewindespindel verfahren die beiden Muttern, auf denen die Messer sitzen, gegenl\u00e4ufig (Abb. 12). Die Schraubverbindung in der Spindelmitte l\u00f6st sich nicht, weil das Befestigungsgewinde beim Schneidvorgang \u2013 hier treten die grossen Kr\u00e4fte auf \u2013 angezogen wird. Das Zur\u00fcckfahren \u00fcbt keine Kraftwirkung auf die Schraubverbindung aus.<\/p>\n\n\n\n
Kugelgewindetrieb f\u00fcr ein Teleskop<\/strong><\/h2>\n\n\n\nAuf der Kanarischen Insel La Palma steht in 2225 m H\u00f6he \u00fcber dem Meeresspiegel ein unter der Federf\u00fchrung des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Physik entwickeltes Teleskop (Abb. 13), das mit extrem hoher Empfindlichkeit Gammastrahlung aus bis zu acht Milliarden Lichtjahren entfernten Galaxien erfassen und nachweisen kann. Mit einem Durchmesser von 17 m ist dieses Teleskop das weltgr\u00f6sste seiner Art. Das schwenkbare Ger\u00fcst besteht aus Kohlefaserrohren.<\/p>\n\n\n\nAbb. 13: Teleskop „Magic“ auf La Palma<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nBeinahe 1000 Aluminiumspiegelsegmente, montiert auf 247 starren Tr\u00e4gerplatten, ergeben 240 m2<\/sup> Spiegelfl\u00e4che. Innerhalb von 20 Sekunden k\u00f6nnen die Forscher das Teleskop auf einen beliebigen Punkt am Firmament ausrichten. Dazu wird jede der Tr\u00e4gerplatten von zwei Kugelgewindetrieben (Gewinde mit 10 mm Nenndurchmesser und 2 mm Steigung) auf einen vorjustierten Laserpunkt eingestellt (Abb. 14). Hybridschrittmotoren treiben die fast 500 Kugelgewindetriebe an.<\/p>\n\n\n\nAbb. 14: Die Spindeltriebe sind in den Ecken der einzelnen Spiegelelemente angebracht<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nKugelgewindetriebe ohne Spiel f\u00fcr eine Strickmaschine<\/strong><\/h2>\n\n\n\nDie in Abbildung 15 gezeigte Hightech-Strickmaschine ist in der Lage, mit Tausenden von Nadeln pr\u00e4zise Muster auf riesige Stoffbahnen zu stricken. Mit nur einer Bewegungs- und Steuereinheit wird die gespannte Stoffbahn mit hoher Geschwindigkeit und Pr\u00e4zision nach links und rechts sowie auf und ab bewegt.<\/p>\n\n\n\nAbb. 15: Mechanische Hightech-Strickmaschine mit 2 m langen Gewindespindeln<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nF\u00fcr den Antrieb mit Kugelgewindetrieben sprechen mehrere Faktoren: Genauigkeit, Einfachheit, Kosten und Robustheit; dies gilt insbesondere f\u00fcr den vertikalen Verfahrweg. Die Kugelgewindetriebe mit 25 mm Nenndurchmesser der Gewindespindel und 25 mm Gewindesteigung verf\u00fcgen \u00fcber vier Kugelr\u00fcckf\u00fchrungen. Das „Getriebe“ ist im Mutternk\u00f6rper integriert (Abb. 16). Das Umsetzen der Drehbewegung in eine lineare Bewegung erfolgt genau und spielfrei.<\/p>\n\n\n\nAbb. 16: Zu sehen ist die Mutter des Kugelgewindetriebs im Laufwagen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nMit einem gew\u00f6hnlichen Kugelgewindetrieb von \u00fcber 2 m L\u00e4nge w\u00e4re die Spielfreiheit nicht zu erreichen, denn jede Mutter hat ein gewisses Spiel. In den meisten Anwendungen ist das Spiel unerheblich. Im Fall der Strickmaschine w\u00fcrde es sich besonders beim Umkehren der Bewegungsrichtung verheerend auswirken. Beim vertikalen Verfahren der Mutter treten Beschleunigungen gr\u00f6sser als die Erdbeschleunigung auf. Sobald die Schwerkraft aber aufgehoben ist, w\u00fcrde die Mutter auf der Spindel flattern. Das darf aber nicht sein.<\/p>\n\n\n\n
Um das Spiel aufzuheben, setzt man statt auf das sonst \u00fcbliche System mit zwei gegeneinander verspannten Muttern eine Einzelmutter ein, die eine sehr kurze Bauweise mit hoher Steifigkeit vereint. Die Vorspannung wird \u00fcber ein spezielles Gewinde auf der Basis des Profils des gotischen Kugelgewindes an der Spindel erzeugt.<\/p>\n\n\n\n
Je nach L\u00e4nge der Strickmaschine sind zwischen drei und elf vertikale Kugelgewindetriebe synchron zu steuern. Die Kugelgewindetriebe bestehen aus markt\u00fcblichen und g\u00fcnstig herzustellenden Einzelteilen. Der Aufbau, die Handhabung und die Wartung des gesamten Antriebs sind einfach. Es kommen ausschliesslich Standardelemente zum Einsatz. Selbst die Linearf\u00fchrungen f\u00fcr die Kugelgewindetriebe sind standardisierte Zukaufteile.<\/p>\n\n\n\n
Zur Blog \u00dcbersicht<\/a><\/h4>\n\n\n\n
(Zentralschweizer Alpen) rotiert w\u00e4hrend der Fahrt um 360\u00b0<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
Die Grosskabinen der in der Abbildung 5 gezeigten Pendelbahn h\u00e4ngen an jeweils vier Zugstangen. Jede dieser Halterungen geht durch die Kabine hindurch bis in den Kabinenboden. Der Kabinenboden ist an diesen vier Bolzen befestigt. Die Kabinenw\u00e4nde und die Verglasung dienen nur zum Schutz der Fahrg\u00e4ste vor Witterungseinfl\u00fcssen und unbeabsichtigtem „Ausstieg“ aus der Kabine.<\/p>\n\n\n\n Die Kabinenaufh\u00e4ngung der in Abbildung 6 gezeigten Umlaufbahn ist anders konstruiert. Die Kleinkabinen verf\u00fcgen ebenfalls \u00fcber vier gerollte Gewindebolzen, die aber nicht als Zugstange durch die Kabine hindurch gehen. Stattdessen nehmen Schmiedeteile mit einem Gewindeeinsatz in jeder Ecke des Kabinendachs einen der vier Bolzen auf. Diese Laschen sind \u00fcber Eckstreben mit dem Kabinenboden verbunden, der die W\u00e4nde und die Verglasung tr\u00e4gt. Der Kraftfluss geht hier also von der Kabinenaufh\u00e4ngung \u00fcber die Gewindebolzen in die Deckenlaschen. Von dort wird die Kraft \u00fcber vier Eckprofile in die Bodenlaschen \u2013 ebenfalls Schmiedeteile \u2013 und damit in die Bodenstruktur geleitet. Weil die Eckstreben als Verbindung zwischen der Aufh\u00e4ngung und dem Kabinenboden ben\u00f6tigt werden, spricht man von einer selbsttragenden Kabine.<\/p>\n\n\n\n F\u00fcr die Zugstangen von Grosskabinen (Abb. 7) sind gerollte Gewinde zwingend vorgeschrieben. Das Grundmaterial \u2013 hochlegierter Stahl mit Herstellungsattest \u2013 sowie die Form und Herstellung des Gewindes unterliegen sehr strengen Normen und Vorschriften f\u00fcr die erforderlichen Materialpr\u00fcfungen (R\u00f6ntgen, Ultraschall). Die Freigabe f\u00fcr den Einbau erfolgt erst mit den entsprechenden Zertifikaten. Von Bedeutung sind bei dieser Anwendung die Zug- und Kerbschlagfestigkeit sowie der Nachweis, dass die Teile auch noch bei Temperaturen von -20\u00b0C sicher ihren Dienst versehen. Falls es einer formgebenden Fertigung bedarf, so erfolgt diese ausschliesslich durch Wasserstrahlschneiden. Denn nur eine kalte Bearbeitung erzeugt keine Gef\u00fcgever\u00e4nderungen im Material.<\/p>\n\n\n\n Auch f\u00fcr die Aufh\u00e4ngung von Kleinkabinen werden heute praktisch nur noch Bolzen mit gerollten Gewinden zugelassen. Weil die L\u00e4ngsfasern des Materials beim Gewinderollen anders als beim Fr\u00e4sen oder Drehen nicht zerschnitten, sondern nur umgelenkt werden, erf\u00fcllen sie die Anforderungen an die vorgeschriebene Krebschlagz\u00e4higkeit. Gefr\u00e4ste oder gedrehte Gewinde erf\u00fcllen die Sicherheitsnormen nicht.<\/p>\n\n\n\n Schwenkschiebet\u00fcren von \u00f6ffentlichen Verkehrsmitteln sind bei bis zu 200 000 Bewegungszyklen pro Jahr teilweise \u00fcber 20 Jahre im Einsatz. Dies setzt hochwertige Komponenten<\/a> voraus. Bei der in Abbildung 8 gezeigten zweifl\u00fcgeligen Schwenkschiebet\u00fcr sorgt ein Gewindespindeltrieb mit gerolltem Gewinde daf\u00fcr, dass die T\u00fcrfl\u00fcgel reibungsarm und vor allem gefahrlos aufschwenken.<\/p>\n\n\n\n Das \u00d6ffnen und Schliessen erfolgt \u00fcber eine L\u00e4ngswelle, auf die sowohl ein linksg\u00e4ngiges \u2013 f\u00fcr den linken T\u00fcrfl\u00fcgel \u2013 als auch ein rechtsg\u00e4ngiges Gewinde \u2013 f\u00fcr den rechten T\u00fcrfl\u00fcgel \u2013 gerollt wurde. Die Gewindespindel wird \u00fcber einen Zahnriemen und eine Drehmomentbegrenzungskupplung von einem Gleichstrommotor angetrieben.<\/p>\n\n\n\n Die beiden Muttern in den Laufwagen (Abb. 9) \u2013 eine mit Linksgewinde, eine mit Rechtsgewinde \u2013 verfahren auf der Gewindespindel und bewirken dadurch die Seitw\u00e4rtsbewegung der T\u00fcrfl\u00fcgel. Gebogene F\u00fchrungsschienen sorgen daf\u00fcr, dass die T\u00fcr nach aussen oder innen schwingt. \u00dcber Hebel wird die T\u00fcr gedreht. Im Laufwagen ist dazu eine Drehachse eingebaut.<\/p>\n\n\n\n Von besonderer Bedeutung ist die Not\u00f6ffnungsfunktion. Normen f\u00fcr die passive Sicherheit schreiben vor, dass die T\u00fcren sowohl im Notfall als auch bei einem Systemversagen entriegelt und von den Passagieren \u2013 auch bei einer Paniksituation \u2013 leicht zu \u00f6ffnen sein m\u00fcssen. Nach dem Bet\u00e4tigen des roten Notknopfes wird der Elektromotor von der Gewindespindel getrennt (Kupplung). Der Luftbeh\u00e4lter \u2013 hier herrscht im Normalbetrieb permanent \u00dcberdruck \u2013 verliert schlagartig Druck. Ist der \u00dcberdruck abgebaut, \u00f6ffnen zwei starke Federn die T\u00fcrfl\u00fcgel soweit, dass sie sich von Hand ganz aufstossen lassen.<\/p>\n\n\n\n Die Steigung des gerollten Gewindes ist von entscheidender Bedeutung daf\u00fcr, dass sich die T\u00fcr im Notfall manuell \u00f6ffnen l\u00e4sst. Bei zu kleiner Steigung l\u00e4ge eine Selbsthemmung vor. Bei der gew\u00e4hlten Steigung von 100 mm lassen sich die beiden Muttern mit geringem Kraftaufwand auf der Gewindespindel bewegen (Abb. 10).<\/p>\n\n\n\n Bevor ein elektrisches Anschlusskabel an seinen Enden mit Steckern oder Klemmen verbunden werden kann, muss es abgel\u00e4ngt und abisoliert werden. Heute werden Kabel fast nur noch vollautomatisch konfektioniert.<\/p>\n\n\n\n Das in Abbildung 11 gezeigte Kabelkonfektionierger\u00e4t l\u00e4sst Kabel unterschiedlicher Durchmesser zu. Das isolierte Kabel wird von einer Zuf\u00fchrrolle von rechts \u00fcber ein Rollensystem in ein F\u00fchrungsr\u00f6hrchen (die Schwenkf\u00fchrung) eingeleitet. Nach einem vorgegebenen Weg stoppt die Maschine. Zwei Messer (je eines von unten und von oben) fahren an das Kabel heran und trennen die Isolation rundherum durch. Damit ist das eine ende blank. Anschliessend wird das Kabel weitergeschoben, bis die geforderte L\u00e4nge erreicht ist.<\/p>\n\n\n\n Danach schneiden die Messer das Kupferkabel ganz durch. Dabei wird die Isolation aufgeschlitzt, abgestreift und f\u00e4llt nach unten. Das abgel\u00e4ngte und abisolierte Kabel gelangt danach in einen Vorratsbeh\u00e4lter zur Weiterverarbeitung.<\/p>\n\n\n\n Um die vertikalen Schneidbewegungen auszuf\u00fchren, bewegt sich das untere Messer nach oben, das obere nach unten. Die Zustellung der beiden Messer erfolgt \u00fcber eine gerollte Gewindespindel.<\/p>\n\n\n\n Genauer gesagt besteht die Gewindespindel aus zwei verschraubten Halbspindeln, die eine mit einem linksg\u00e4ngigen, die andere mit einem rechtsg\u00e4ngigen Gewinde. Beim Drehen der Gewindespindel verfahren die beiden Muttern, auf denen die Messer sitzen, gegenl\u00e4ufig (Abb. 12). Die Schraubverbindung in der Spindelmitte l\u00f6st sich nicht, weil das Befestigungsgewinde beim Schneidvorgang \u2013 hier treten die grossen Kr\u00e4fte auf \u2013 angezogen wird. Das Zur\u00fcckfahren \u00fcbt keine Kraftwirkung auf die Schraubverbindung aus.<\/p>\n\n\n\n Auf der Kanarischen Insel La Palma steht in 2225 m H\u00f6he \u00fcber dem Meeresspiegel ein unter der Federf\u00fchrung des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Physik entwickeltes Teleskop (Abb. 13), das mit extrem hoher Empfindlichkeit Gammastrahlung aus bis zu acht Milliarden Lichtjahren entfernten Galaxien erfassen und nachweisen kann. Mit einem Durchmesser von 17 m ist dieses Teleskop das weltgr\u00f6sste seiner Art. Das schwenkbare Ger\u00fcst besteht aus Kohlefaserrohren.<\/p>\n\n\n\n Beinahe 1000 Aluminiumspiegelsegmente, montiert auf 247 starren Tr\u00e4gerplatten, ergeben 240 m2<\/sup> Spiegelfl\u00e4che. Innerhalb von 20 Sekunden k\u00f6nnen die Forscher das Teleskop auf einen beliebigen Punkt am Firmament ausrichten. Dazu wird jede der Tr\u00e4gerplatten von zwei Kugelgewindetrieben (Gewinde mit 10 mm Nenndurchmesser und 2 mm Steigung) auf einen vorjustierten Laserpunkt eingestellt (Abb. 14). Hybridschrittmotoren treiben die fast 500 Kugelgewindetriebe an.<\/p>\n\n\n\n Die in Abbildung 15 gezeigte Hightech-Strickmaschine ist in der Lage, mit Tausenden von Nadeln pr\u00e4zise Muster auf riesige Stoffbahnen zu stricken. Mit nur einer Bewegungs- und Steuereinheit wird die gespannte Stoffbahn mit hoher Geschwindigkeit und Pr\u00e4zision nach links und rechts sowie auf und ab bewegt.<\/p>\n\n\n\n F\u00fcr den Antrieb mit Kugelgewindetrieben sprechen mehrere Faktoren: Genauigkeit, Einfachheit, Kosten und Robustheit; dies gilt insbesondere f\u00fcr den vertikalen Verfahrweg. Die Kugelgewindetriebe mit 25 mm Nenndurchmesser der Gewindespindel und 25 mm Gewindesteigung verf\u00fcgen \u00fcber vier Kugelr\u00fcckf\u00fchrungen. Das „Getriebe“ ist im Mutternk\u00f6rper integriert (Abb. 16). Das Umsetzen der Drehbewegung in eine lineare Bewegung erfolgt genau und spielfrei.<\/p>\n\n\n\n Mit einem gew\u00f6hnlichen Kugelgewindetrieb von \u00fcber 2 m L\u00e4nge w\u00e4re die Spielfreiheit nicht zu erreichen, denn jede Mutter hat ein gewisses Spiel. In den meisten Anwendungen ist das Spiel unerheblich. Im Fall der Strickmaschine w\u00fcrde es sich besonders beim Umkehren der Bewegungsrichtung verheerend auswirken. Beim vertikalen Verfahren der Mutter treten Beschleunigungen gr\u00f6sser als die Erdbeschleunigung auf. Sobald die Schwerkraft aber aufgehoben ist, w\u00fcrde die Mutter auf der Spindel flattern. Das darf aber nicht sein.<\/p>\n\n\n\n Um das Spiel aufzuheben, setzt man statt auf das sonst \u00fcbliche System mit zwei gegeneinander verspannten Muttern eine Einzelmutter ein, die eine sehr kurze Bauweise mit hoher Steifigkeit vereint. Die Vorspannung wird \u00fcber ein spezielles Gewinde auf der Basis des Profils des gotischen Kugelgewindes an der Spindel erzeugt.<\/p>\n\n\n\n Je nach L\u00e4nge der Strickmaschine sind zwischen drei und elf vertikale Kugelgewindetriebe synchron zu steuern. Die Kugelgewindetriebe bestehen aus markt\u00fcblichen und g\u00fcnstig herzustellenden Einzelteilen. Der Aufbau, die Handhabung und die Wartung des gesamten Antriebs sind einfach. Es kommen ausschliesslich Standardelemente zum Einsatz. Selbst die Linearf\u00fchrungen f\u00fcr die Kugelgewindetriebe sind standardisierte Zukaufteile.<\/p>\n\n\n\n
gerollten Gewinden tragen die Kabine und sorgen f\u00fcr Sicherheit.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
heutigen Sicherheitsnormen f\u00fcr Schwebebahnen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nLautloser Gewindespindeltrieb f\u00fcr eine Schwenkschiebet\u00fcr<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
die Gewindespindel und die Feder f\u00fcr die Not\u00f6ffnung (ganz oben)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nGegenl\u00e4ufige Gewindespindel f\u00fcr ein Kabelkonfektionsger\u00e4t<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Gewindespindel deutlich zu sehen. Sie erzeugen \u00fcber die beiden Muttern die entgegengesetzte vertikale
Bewegung der Messer (oben)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nKugelgewindetrieb f\u00fcr ein Teleskop<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Kugelgewindetriebe ohne Spiel f\u00fcr eine Strickmaschine<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
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