Stehend oder rotierend

Hubantriebe - Hohe Last und Geschwindigkeit fordern Anwender von modernen Antriebslösungen, Sicherheit die Berufsgenossenschaften. Der elektrische Hubantrieb tritt an, diesen Spagat zu meistern.

21. Juli 2006

In Bietigheim-Bissingen fertigt Atlanta Antriebslösungen vom einzelnen Zahnrad bis zum Komplettgetriebe mit elektrischen Antriebskomponenten. Die neue Baureihe »Elektrischer Hubantrieb« ergänzt im Bereich Hubantriebe die Spindelhubgetriebe, die als Schneckengetriebe mit Trapez- und Kugelgewindespindel in Standard- und Hochleistungsausführung schon seit Jahren auf dem Markt vertreten sind. Bei der Entwicklung stand im Mittelpunkt, ein häufiges Verfahren mit hoher Last und hoher Geschwindigkeit bei gleichzeitig hohen Anforderungen an die Lebensdauer zu ermöglichen. Außerdem hat Atlanta immer die Sicherheitsanforderungen der Berufsgenossenschaften im Blick. Dies gilt insbesondere, wenn Personen an oder unter der Last arbeiten.

Verschiedene Prinzipien

Die Produktreihe besteht aus vier Baugrößen und deckt einen Lastbereich von 15-160 kN ab. Generell gibt es mehrere Wirkprinzipien:

Beim Modell mit stehender Trapezgewindespindel ist die Trapezgewindemutter im Getriebe integriert und dreht sich mit dem Zahnrad der letzten Stufe. Die gegen Verdrehen zu sichernde Spindel verfährt rotationsfrei in axialer Richtung.

Handelt es sich um eine rotierende Trapezgewindespindel, so ist diese mit einer Schrumpfscheibe mit der Abtriebsbuchse des Getriebes verbunden und dreht sich mit dem Zahnrad der letzten Stufe. Die gegen Verdrehen zu sichernde Flanschmutter verfährt rotationsfrei in axialer Richtung auf der Spindel.

Das Prinzip lässt sich in identischer Art auch mit einer Kugelgewindespindel durchführen.

Die Trapezgewindespindel wird auch in Einheit mit einem Hubzylinder angeboten, dabei verfährt die im Hubzylinder gegen Verdrehen gesicherte zylindrische Mutter in axialer Richtung auf der rotierenden Spindel. Diese Bewegung wird auf ein Zylinderrohr mit Gelenkauge übertragen. Die gesamte Einheit ist in einem Außenrohr geführt. Auch diese Baugröße ist alternativ mit einer Kugelgewindespindel zu haben.

Alle Typen mit rotierender Spindel haben anstelle der Mutter eine Abtriebsbuchse zur Spindelbefestigung. Ansonsten sind die Grundgetriebe baugleich. Durch gestufte Untersetzungen von 4 bis 20 ist in Verbindung mit verschiedenen Spindelsteigungen eine optimale Anpassung der Verfahrgeschwindigkeit an die Erfordernisse der Applikation möglich.

Mehrstufige Antriebseinheit

Die Grundgetriebe sind bei allen Ausführungen weitgehend identisch aufgebaut. Zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades kommen mehrstufige Stirnradgetriebe und Planetengetriebe zum Einsatz. Die Axialkräfte der Spindel werden durch großzügig dimensionierte Kegelrollenlager aufgenommen. Der Motoranschluss ist so konzipiert, dass durch verschiedene Flansche und Kupplungen sowohl die ganze Bandbreite der handelsüblichen Drehstrommotoren als auch Servomotoren angebaut werden können. Dabei ist der Motor sowohl in Spindelrichtung als auch entgegengesetzt montierbar. Die Getriebe sind in allen Teilen für doppelte Last ausgelegt.

Spindeleinheit mit Kugeln

Atlanta bevorzugt Kugelgewindespindeln als Spindeleinheit ihrer Hubantriebe. Für eine lange Lebensdauer bei hoher Belastung sind diese mit größeren Kugeln und der maximal möglichen Anzahl von Umläufen ausgestattet. Durch diesen Aufbau lassen sich Tragzahlen erreichen, die sonst nur bei Rollenspindeln üblich sind. Eine Ausrüstung mit Rollenumlaufspindeln ist in Sonderausführung ebenfalls möglich.

Für Anwendungen mit erhöhtem Sicherheitsbedarf stehen außerdem Trapezgewindespindeln zur Verfügung, die die Forderung der VBG14 nach Selbstbremsung erfüllen. Der Tangens des Steigungswinkels bezogen auf den Außendurchmesser ist hierbei kleiner als 0,042. Die Trapezgewindespindeln sind zur Erhöhung der Lebensdauer oberflächengehärtet.

Fangmutter mit Endschalter

Für die Ausführung mit stehender Trapezgewindespindel gibt es als Zubehör eine Sicherheits-Fangmutter mit Endschalter mit mechanischer Zwangstrennung. Der Antrieb wird abschaltet, wenn die Fangmutter in Eingriff kommt. Als weiteres Zubehör sorgen diverse Faltenbälge und Schutzrohre für den Spindelschutz, außerdem gibt es mechanische und induktive Endschalter am Schutzrohr.

Für die Ausführung mit rotierender Spindel gibt es als Zubehör ebenfalls eine Sicherheits-Fangmutter und Faltenbälge. Zur Abstützung des Spindelendes bei langen Spindeln kommt in vielen Fällen ein Gegenlagerflansch zum Einsatz.

Hubzylinderausführung

Getriebe mit rotierender Spindel sind kostengünstige Lösungen. Sie erfordern jedoch eine exakte Ausrichtung zwischen Hubantrieb und Führungen, damit die Spindel ausschließlich axial belastet wird. Wo dies nicht möglich ist, empfiehlt sich der Einsatz der Hubzylinderausführung. Bei dieser Variante wird ein Zylinderrohr an der Mutter befestigt und die ganze Einheit in einem Außenrohr geführt. Dadurch wird die Spindel rein axial belastet.

Mithilfe eines Gelenkauges am Ende des Zylinderrohres und Befestigungslaschen direkt am Getriebe können eventuell auftretende Fertigungstoleranzen in der Maschine oder Anlage des Kunden ausgeglichen werden. Durch die geschlossene Ausführung ist der Spindelantrieb in diesem Fall besser gegen Umwelteinflüsse und Verschmutzung geschützt.

Vom Hubtisch zur Klappe

Die elektrischen Hubantriebe von Atlanta finden sich in Hubtischen in der Automobilindustrie, in Press- und Stanzwerkzeugen sowie in Hubeinrichtungen. Sie dienen zur Verstellung von Klappen oder Türen, zur Nachspannung von Gliederketten oder zum Blechbiegen.

Andrea Steinbach, Atlanta

FAKTEN

- Bei Hubantrieben gehört in immer mehr Fällen der Motor-betrieb am Netz der Vergangenheit an. Frequenzumrichter erlauben nicht nur eine Variation der Drehzahl: Durch die Verwendung von Rampenfunktionen erhöhen sie zudem die Lebensdauer des Antriebes, indem sie Stöße beim Anlauf und Bremsen vermindern. Gepaart mit einem inkrementalen Drehimpulsgeber und entsprechender Software sind kostengünstige Lösungen für »Positionierung« und »elektrische Synchronisation« realisierbar.

- Auch die Servotechnik hält immer stärkeren Einzug in den Bereich der Hubantriebe. Servokupplungen mit Klemmverbindung ermöglichen die Anbindung von Servomotoren.

- Ursprünglich für den Einsatz in Hubtischen entwickelt, erobern die elektrischen Hubantriebe mittlerweile alle Bereiche der Antriebstechnik. Ihre hohe Leistungsdichte und einfache Handhabung macht sie zur optimalen Lösung für viele Anwendungen, auch als Ersatz von hydraulischen Lösungen.

Erschienen in Ausgabe: DIGEST/2006