Linearaktuatoren mit Planetenrollengewindetrieb

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Linearaktuatoren mit Planetenrollengewindetrieb

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Langlebig, hochpräzise, wartungsarm

Wenn Sie sich für Linearantriebe mit Planetenrollengewindetrieb von Tolomatic entscheiden – sei es elektrisch, für hohe Kräfte, Schwerlast, Kugelgewindetrieb, hygienisch oder andere Varianten –, erhalten Sie umfassende Unterstützung bei der Auswahl der optimalen Gewindetechnologie für Ihre spezifische Anwendung. Anstatt nur auf eine Technologie zu setzen, bieten wir Ihnen branchenführende Beratung bei der Dimensionierung, Auswahl, Qualität und Anwendung, ergänzt durch einen zuverlässigen Aftermarket-Service.

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Alternativ können Sie sich auch direkt nach bestimmten Produkten umsehen oder sich mit unserem Team in Verbindung setzen, um Ihre spezifische Fragen beantwortet zu bekommen.

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Entdecken Sie die Kernmerkmale von Planetenrollengewindetrieb

Entdecken Sie die einzigartigen Vorteile von Planetenrollengewindetrieb

Planetenrollengewindetriebe in Betrieb sehen

Aufbau eines (Standard) Planetenrollengewindetriebs

Planetenrollengewindetriebe (auch Standardrollengewindetriebe genannt) haben präzisionsgeschliffene Gewinde, die zu mehreren präzisionsgeschliffenen Rollen in der Mutter passen. Diese Wälzkörper übertragen die Kraft sehr effizient. Die Komponenten von Rollengewindetrieben bieten mehr Berührungspunkte, was zu einer höheren Kraftübertragung und einer längeren Lebensdauer führt.

Die Verwendung eines Linearaktuators mit Rollengewindetrieb ermöglicht es Ingenieuren, ein neues Niveau an Kontrolle, Leistung und Effizienz in Anwendungen zu erreichen, die bisher von Hydraulikzylindern dominiert wurden.

Tolomatic stellt für seine Aktuatoren Standard-Rollengewindetriebe her. Diese Schrauben werden vor dem Präzisionsschleifen einsatzgehärtet (oberflächengehärtet), was zu einer sehr tiefen Einsatzhärte und einer hohen dynamischen Tragzahl (DLR*)

Was ist die dynamische Tragzahl?
Die dynamische Tragzahl ist ein branchenüblicher Begriff, der eine konstante anwendbare Last (in Richtung und Größe) beschreibt, bei der ein Kugellager (oder eine Gewindespindel) eine Nennlebensdauer von 1.000.000 Umdrehungen oder eine L10-Lebensdauerabschätzung mit 90% iger Zuverlässigkeit erreicht. Die dynamische Tragzahl wird in der Regel vom Hersteller angegeben.

Wie wählt man die richtige Gewindespindel für Anwendungen mit Hochleistungs-Linearantrieben und hohen Kräften aus?

Bei der Spezifizierung von elektrischen Linearantrieben für hohen Kräften gibt es mehrere Gewindetechnologien, die berücksichtigt werden sollten – Standard Planetenrollengewindespindeln, invertierte Rollengewindespindeln und Kugelgewindespindeln. Jede Technologie hat ihre Vor- und Nachteile im Vergleich zu einer anderen.

Um die beste Option zu wählen, ist es wichtig, sich an den Anwendungsspezifikationen zu orientieren. Einige Unternehmen verkaufen ausschließlich Kugelgewinde-Linearantriebe – elektrisch, für schwere Lasten oder andere – und einige Unternehmen verkaufen ausschließlich Rollengewinde-Linearantriebe. Achten Sie bei der Bewertung von Anbietern, die nur eine Technologie anbieten. Jede Anwendung ist anders und beide Technologien haben ihre einzigartigen Stärken.

Tolomatic stellt sowohl elektrische Linearaktuatoren mit Planetenrollen- als auch mit Kugelgewindetrieb her. Tolomatic’s Online-Software zur Dimensionierung elektrischer Aktuatoren führt Ingenieure durch die Anwendungsspezifikationen, einschließlich Kraft, Geschwindigkeit, Verweilzeiten, Lebensdauerschätzungen und andere Faktoren, um die richtige Wahl zu treffen.

Was ist der Unterschied zwischen Kugelgewinden und Rollengewinden (invertiert und planetarisch)?

Standard-Planetenrollengewindetriebe bieten die höchste dynamische Tragzahl und die längste Lebensdauer der drei Technologien. Zusätzlich:

Beide Rollengewindetechnologien sind gute Optionen für Anwendungen mit wiederholter Belastung (Pressen, Einsetzen, Nieten) im gleichen Bereich des Aktuatorhubs.
Rollengewindetriebe weisen eine deutlich größere Kontaktfläche auf, was im Vergleich zu Kugelgewindetrieben eine längere Lebensdauer und höhere Kräfte bei gleicher Baugröße ermöglicht. Allerdings erzeugt diese größere Kontaktfläche auch mehr Wärme bei gleichem Arbeitsaufwand.
Da Kugelgewindetriebe weniger Kontaktpunkte haben, sind sie etwas effizienter im Wärmemanagement als Rollengewindetriebe, wodurch sie bei Anwendungen mit hoher Einschaltdauer und hohen Geschwindigkeiten kühler arbeiten können.
Das Wärmemanagement ist ein wichtiger Faktor, wenn es darum geht, wie gut die Schmiermittel im Laufe der Zeit halten und ob der Aktuator oder die Gewindespindel so lange hält wie erwartet.

Für ein besseres Verständnis dieser Vergleiche können Sie sich die unten stehende Tabelle ansehen.

Spezifische Produkte anzeigen

Vergleiche von elektrischen Schneckenzylindern,
hydraulischen und pneumatischen Zylindern
	ELEKTRISCHER ZYLINDER			HYDRAULISCHER ZYLINDER	PNEUMATISCHER ZYLINDER
Technische Daten	Normales Rollengewinde	umgekehrtem Rollengewinde	Kugelgewinde	HYDRAULISCHER ZYLINDER	PNEUMATISCHER ZYLINDER
Tragzahl (DLR)	Sehr hoch	Hoch	Mittel bis hoch	Nicht verfügbar	Nicht verfügbar
Lebensdauer des Stellantriebs	Sehr hoch	Hoch	Mittel	Mittel/schwankend	Mittel/schwankend
Spitzengeschwindigkeit	Hoch	Hoch	Hoch	Sehr hoch	Sehr hoch
Höchstbeschleunigung	Hoch	Hoch	Hoch	Sehr hoch	Mittel
Elektronische Aufstellung	Einfaches Servosystem	Einfaches Servosystem	Einfaches Servosystem	Zusätzliche Servo-Hydraulik	Zusätzliche Servo-Pneumatischer
Steifigkeit	Sehr hoch	Sehr hoch	Mittel	Sehr hoch	Sehr niedrig
Stoßbelastung	Hoch	Hoch	Mittel bis niedrig	Sehr hoch	Sehr hoch
Rücktrieb	Mittel bis niedrig	Mittel bis niedrig	niedrig	Sehr hoch bei geschlossenem Ventil	Sehr hoch bei geschlossenem Ventil
Systemeffizienz	~75 %	~75 %	~80 %	~40 %–55 %	~10–25 %
Energieverbrauch	Niedrig	Niedrig	Niedrigster	Hoch	Sehr Hoch
Umweltbelastung	Geringfügig	Geringfügig	Geringfügig	Flüssigkeitsleckagen/Beseitigung	Hohe Geräuschentwicklung
Extreme Temperaturen	Äußerst unempfindlich	Äußerst unempfindlich	Äußerst unempfindlich	Dichtungsfehler, schleppender Betrieb	Dichtungsfehler, schleppender Betrieb
Wartung	Niedrig	Niedrig	Niedrig	Sehr hoch	Hoch
Hublänge	Lang	457 mm oder weniger	Lang	Lang	Lang

Wie funktionieren Invertierte Rollengewindetriebe?

Ein invertierter Rollengewindetrieb funktioniert ähnlich wie ein standardmäßiger Rollengewindetrieb, jedoch sind die Funktionen der Mutter und der Schraube vertauscht, sodass sich die Rollen innerhalb der Mutter bewegen.

Die meisten invertierten Rollengewindetriebe, die in Linearantrieben verwendet werden, werden mit einem anderen Verfahren als dem Schleifen hergestellt, um kostengünstig Gewinde in der Mutter zu erzeugen. Der Härtungsprozess wird nach der Bearbeitung der Mutter durchgeführt, was zu einer deutlich geringeren Randschichthärtetiefe und weicheren Gewinden führt als bei standardmäßigen Rollengewindetrieben. Dies führt zu einer erheblich niedrigeren dynamischen Tragzahl (geringere Lebensdauer) und erschwert die Schmierung.

Standard-Planetenrollengewindetrieb vs. invertierter Rollengewindetrieb

TECHNISCHE DATEN		NORMAL	UMGEKEHRT
Herstellungsmethode		präzisionsgeschliffen	gemischt
Einsatzhärtungstiefe		~1,0 mm (~100x mehr)	~0,01 mm
Gewinde-DLR	Größe 3	53,6 kN (12.050 lbf)	~25,8 kN (5800 lbf)
Gewinde-DLR	Größe 4	73,3 kN (16.479 lbf)	~36,9 kN (8300 lbf)
Schmierung		KEINE Entfernung oder Demontage erforderlich	Vorderseite des Antriebs muss entfernt und demontiert werden

Diese Tabelle zeigt integrierte Servoaktuatoren mit Standard- und invertierten Schraubenausführungen. Die hier aufgeführten dynamischen Tragzahl wurden aus gleich großen Produkten ausgewählt.

Durch die Verwendung der invertierten Ausführung in einem Aktuator kann der Aktuator etwas kompakter sein als ein Aktuator mit einer Standard-Rollengewindespindel, aber dies geht zu Lasten einer geringeren dynamischen Tragzahl (geringere Lebensdauer).

Aus diesem Grund liefert Tolomatic nur Linearaktuatoren mit Standard-Planetenrollenschrauben, um die Lebensdauer zu maximieren.

Wie funktionieren Linearaktuatoren mit Kugelgewinden?

Kugelgewindetriebe haben ihren Namen von den Kugelumlauflagern, die zwischen den bogenförmigen Gewinden der Schrauben und den entsprechenden Gewinden in der Mutter sitzen. Die Kugellager übertragen Kraft und Relativbewegung effizient, während sie durch einen oder mehrere Kreisläufe in der Mutter rollen.

Elektrische Kugelgewinde-Linearantriebe haben eine höhere Belastbarkeit, eine längere Lebensdauer und einen höheren Wirkungsgrad als solche mit Trapezgewindesystemen, können aber nicht mit der Leistung von Rollengewindeantrieben mithalten.

Kugelgewindetrieb-Aktuatoren können rücktreibend und geräuschvoll sein. Sie eignen sich ideal für Anwendungen mit hohen Arbeitszyklen, mäßig hohen Schubkräften und moderaten Geschwindigkeiten. Aufgrund ihres angemessenen Preises sind sie in vielen Anwendungen beliebt. Beim Vergleich von Rollengewindetrieben und Kugelgewindetrieben ähnlicher Größe und Steigung weisen die Kugellager der Kugelgewindetriebe weniger Berührungspunkte auf als die der Rollengewindetriebe, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.

Dies und die Tatsache, dass die Lager sich gegenseitig berühren können, begrenzt die dynamische Tragzahl der Kugelgewinde, was zu geringeren Kräften und einer kürzeren Lebensdauer führt.

TECHNISCHE DATEN	ROLLENGEWINDE	KUGELGEWINDE
Dynamische Tragzahl	Sehr hoch	Mittel
Lebensdauer von Gewinden	Sehr lang, um ein Vielfaches höher als Kugelgewinde	mäßig
Stoßbelastung	Sehr hoch	mäßig
relativ erforderlicher Platz	Geringfügig	mäßig
Wartung	Keine bis minimal	Geringfügig

Für die meisten Anwendungen, die eine hohe Kraft, wiederholte Zyklen und eine lange Lebensdauer erfordern, empfiehlt Tolomatic einen Linearantrieb mit Rollengewindetriebe. Bei Anwendungen mit geringeren Kräften und hohen Dauergeschwindigkeiten empfiehlt Tolomatic jedoch einen Kugelgewindetrieb.

Werfen Sie einen genaueren Blick auf die Tolomatic Linearaktuatoren mit Planetenrollengewindetrieb

Tolomatic bietet eine Reihe von Hochleistungs-Elektro-Linearantrieben an, die alle mit langlebigen, Standard-Planetenrollengewindetrieben ausgestattet sind.