Hybrides Vorspannsystem

 
Thema: Entwicklung und Implementierung eines hybriden Vorspannsystems zur Umsetzung vorspannkraftkonstanter Betriebspunkte von Kugelgewindetrieben für Werkzeugmaschinen

 

In Anwendungen mit großen geforderten Verfahrgeschwindigkeiten werden Fest-Fest-Lagerungen der Spindel gegenüber Fest-Los-Lagerungen eingesetzt. Nachteil der Verwendung von Festlagern an beiden Enden des Spindelkörpers ist der Aufbau von Druckspannungen in der Spindel infolge thermischer Dehnung während des Betriebes. Zur Kompensation der Wärmedehnung wird die Spindel daher beim Einbau „gereckt“.
Prinzipiell werden beim Recken die Spindeln durch Anziehen von Muttern an den Spindelenden axial auf Zug vorgespannt. Die Muttern stützen sich hierbei an den Spindellagern ab. Die Spindel wird somit gedehnt und die beiden Festlager jeweils axial gestaucht. Die Reckkraft wird dabei als Axialkraft von den Festlagern aufgenommen.
Die Vorspannung hat neben der Temperaturkompensation den Vorteil, dass die Axialsteifigkeit des Gesamtsystems Kugelgewindetrieb erhöht wird (bspw. werden die inneren Lagerspiele minimiert). Somit werden Axialschwingungen, z. B. bei Abbremsen aus hohen Verfahrgeschwindigkeiten verkleinert – d.h. die Positioniergenauigkeit wird erhöht. Weiterhin bewirkt die Verspannung eine Vergrößerung der biegekritischen Drehzahl der Spindel.