Spindelhubgetriebe: Die Alleskönner in der linearen Antriebstechnik
Spindelhubgetriebe sind einfachere und kostengünstigere Antriebslösungen gegenüber hydraulischen und pneumatischen Systemen. Mit ihnen kann eine definierte Last mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit auf eine exakte Position bewegt werden. In einem Spindelhubgetriebe wird eine rotierende in eine axiale Hubbewegung verwandelt.
Wichtig zu wissen: Alle Spindelhubgetriebe lassen sich durch Verbindungswellen und Kegelradgetrieben kostengünstig zu einem Hubsystem verbinden.
In diesem Artikel erfahren Sie, wie
- Spindelhubgetriebe eingesetzt werden, um eine Last linear von A nach B zu transportieren.
- Warum unsere Hubgetriebe wiederholt bei Anwendungen in der Luftfahrttechnik zum Einsatz kommen.
- Welche Lasten unsere Hubgetriebe bewegen können.
Bei tonnenschweren Flugzeugen kommt es auf jedes Gramm an
Im Flugzeugbau ist seit Jahrzehnten Leichtbau angesagt, denn jedes Gramm an Gewicht führt zu einem höheren Spritverbrauch. Deshalb werden viele Teile der Struktur und der Flügel aus Carbonfaser-Verbundwerkstoffen (CFK) hergestellt. Ihre Stärke liegt in enormer Stabilität und Langlebigkeit bei geringem Gewicht. Bei den neuesten Flugzeugtypen wie dem Dreamliner und dem A350 liegen die CKF-Anteile bei 50 Prozent und mehr. Die Flugzeugflügel werden auf großen Umformanlagen hergestellt.
Umformanlage
Anspruchsvolle Aufgabenstellung höchst elegant gelöst - mit einem Spindelhubgetriebe
Als die AIC Group einen Auftrag zur Herstellung einer großen Umformanlage für ein großes, russisches Luft- und Raumfahrtunternehmen in Russland erhielt, wandte sie sich an unsere Vertretung Drive Lines in Großbritannien, um sich für das optimale Antriebssystem beraten zu lassen.
Die beiden Unternehmen hatten bereits zuvor an ähnlichen Projekten zusammengearbeitet und verfügen daher über beträchtliches Expertenwissen in dieser Laminier-Technologie. Umformanlagen sind in der Luft- und Raumfahrtindustrie beliebt, da sie zur Herstellung stabiler, aber leichter Teile für Flugzeuge verwendet werden können. In diesem Fall wird die Anlage zur Herstellung von Flügelholmen verwendet werden.
AIC ist seit der Gründung im Jahr 1990 ein führendes Unternehmen in diesem Bereich. Es hat viele fortschrittliche Funktionen in die bisherigen Anlagen integriert, darunter Heizbetten in Zonen, präzise Bettpositionierung, Werkzeugvorwärmung, ausgeklügelte Vakuumsteuerung und Doppelmembrantechnologie.
Drive Lines ist fünf Jahre älter als AIC und einer der führenden Anbieter von mechanischen Kraftübertragungskomponenten und -systemen in Großbritannien. Aufgrund seiner weitreichenden Erfahrung bringt es beträchtliches Fachwissen in jedes neue Projekt ein.
Die beschriebene Anlage ist mit 11 x 2 m relativ groß und wie jede AIC-Maschine ein maßgeschneiderter Entwurf. Es können Laminate mit einer Dicke von über 20 mm präzise geformt werden.
Im Wesentlichen besteht es aus einem Vakuumbett, das das Umformwerkzeug enthält. Darüber befindet sich eine "Hot Box“, die das Werkzeug aufheizt. Es gibt auch eine Lampenbank, mit der die Verbundmaterialien erhitzt werden, damit sie sich an das Werkzeug anschmiegen. Die "Hot Box" und die Lampenbank sind in einem Hubrahmen montiert, der durch einen von Drive Lines spezifizierten Antriebsmechanismus angehoben werden kann, um einen freien Zugang zum Vakuumbett zu ermöglichen.
Eine enorme Last von über 20 Tonnen muss bewegt werden - mittels einem Spindelhubgetriebe
Die Lampenbank wiegt 12 Tonnen und die "Hot Box" ist mit 8,5 Tonnen nur wenig leichter. Rund 20 Tonnen Gewicht müssen also, um ganze 1250 mm, gehoben werden. Das Ganze in nur 75 Sekunden, also eine Geschwindigkeit von mehr als 1 Minute/Meter.
Matt Jones, der an dem Projekt für Drive Lines arbeitete, sagt: „Die Last war sowohl groß als auch schwer, und wir mussten sicher sein, dass sie immer gerade nach oben gehoben wird, da jede Fehlausrichtung möglicherweise erhebliche strukturelle Schäden an der ersteren verursachen könnte. ”
In Zusammenarbeit mit dem AIC-Konstruktionsteam wurde beschlossen, einen einzigen zentralen Motor zu verwenden, der vier Spindelhubgetriebe über ein Kegelrad-Untersetzungsgetriebe antreibt. Um einen absolut gleichmäßigen Hub zu gewährleisten, musste Jones Antriebswellen spezifizieren, die kein unvorhersehbares Spiel aufweisen, aber die alle genau das gleiche Drehmoment über genau die gleiche Distanz übertragen würden.
Die seit Jahren bewährten Spindelhubgetriebe der MJ-Baureihe
Die ausgewählten Spindelhubgetriebe GROB MJ4-Einheiten wurden von Drive Lines geliefert. Jedes der 4 Getriebe ist mit einer maßgeschneiderten Sicherheitsmutter und einem Drehzapfen-Adapter ausgestattet, die speziell für diesen Antrieb entwickelt wurden. Als Getriebe wurde eine PowerGear-Präzisionskegelradeinheit von Drive Lines gewählt, die über hochtourige Elastomer-Gelenkwellen von R+W mit den Hebern verbunden war.
Die Spindelhubgetriebe MJ4 von GROB sind bei Drive Lines in einer Vielzahl von Entwürfen, Größen und Optionen erhältlich, um der jeweiligen Anwendung gerecht zu werden. Sie werden normalerweise verwendet, um eine Last linear zwischen Positionen zu bewegen, und können vertikal oder horizontal verwendet werden. Die maximale Hubkraft beträgt bis zu 500 kN und Hublängen sind standardmäßig bis zu 4 m erhältlich – diese können jedoch auf besonderen Wunsch verlängert werden.
Jamie Hardiment, Leiter der Geschäftsentwicklung bei AIC, sagt: „Solche Umformanlagen (in Englisch "Hot Drape Former HDF") sind in der Luft- und Raumfahrtindustrie unverzichtbar. Mit unserer kontinuierlichen Forschung und Entwicklung heben unsere Umformanlagen die Kohlenstoffumformung auf ein neues Niveau und ermöglichen unseren Kunden eine effizientere Produktion von Flügeln und anderen Verbundwerkstoffteilen für die Luft- und Raumfahrt.“
Übrigens, den kompletten Originalartikel finden Sie auf der Internetseite von Drive Lines.
Welche Spindel ist üblicherweise in unserem Spindelhubgetriebe verbaut?
Grundsätzlich sind zwei Varianten lieferbar:
- Mit Trapezgewindespindel
- Mit Kugelgewindespindeln (Kugelgewindetrieb)
Was ist der Unterschied zwischen diesen beiden Varianten?:
Die Trapezgewindespindel ist robust, preiswert und für die meisten Verstellaufgaben die richtige Wahl. Wichtig ist die richtige Schmierung, weil Spindel und Mutter Reibung ausgesetzt sind.
Der Kugelgewindetrieb wird dann verwendet, wenn die Aufgabenstellung höhere Positionier- und Wiederholgenauigkeit fordert. Das Kugelumlaufprinzip der Gewindemutter erlaubt höhere Einschaltdauern, höhere Arbeitszyklen und Geschwindigkeiten, weil der Wirkungsgrad gegenüber dem Trapezgewinde höher ist. Für den Kunden bedeutet das weniger Energieverbrauch und eine geringere Wärmeentwicklung.
Ausschnitt CAD-Daten Hubgetriebe
Wie profitieren Konstrukteure, wenn sie mit uns zusammenarbeiten?
Konstrukteure stehen meist unter Zeitdruck. Die Fristen sind kurz und vieles geschieht unter Zeitdruck. Für Konstrukteure ist es deshalb ein Riesenvorteil, wenn sie schnell und einfach auf CAD-Daten zugreifen können. So können Sie zum einen, ohne Zeitverzögerung mit der Konstruktion beginnen, und sparen zum anderen, bis zu 30 % ihrer Zeit, weil sie sofort mit der Konstruktion beginnen können. Übrigens, Sie finden alle CAD-Daten aller unserer Produkte in unterschiedlichen Formaten hier.
Ein weiteres Beispiel über Anwendungen unserer Produkte in der Luftfahrtindustrie finden Sie hier.
Weitere Anwendungsfälle für Spindelhubgetriebe
Wo werden Spindelhubgetriebe als Linearantriebe noch eingesetzt?
- Beim Verstellen von Theaterbühnen und anderen Plattformen
- Zum Verstellen von Parabolantennen
- Beim Verstellen einer Stahlschalung für Betonträger
- Bei Scherenhubtischen
