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2 Technische Grundlagen: Antreiben
1.10.7.
Einflussparameter bei der Schmierstoffwahl
Die Auswahl eines geeigneten Schmierstoffes sollte zusammen mit einem Schmierstoffhersteller erfolgen. Für die Wahl des Schmierstoffes, der Schmiermengen und der Einbringungsart sind hauptsächlich folgende Faktoren ausschlaggebend: Art der Anwendung, z. B. Werkzeugmaschine, Handling, Reinraum Betriebsbedingungen, z. B. Geschwindigkeit, Hub, Kräften, Schwingungen Umgebungseinflüsse, z. B. Temperatur, Kühlschmierstoff, Verschmutzungen Linearführung, z. B. Kugel/Rolle, Baugröße, Einbaulage, Zugänglichkeit Schmierstoffzufuhr, z. B. manuell, Zentralschmierung, Schmierintervalle, Verträglichkeit mit anderen Schmierstoffen Sonstige, z. B. Gebrauchsdauer Schmierstoff, Zulassungen/Spezifikationen, Werkstoffe,
Umweltaspekte, Wirtschaftlichkeit
2 Technische Grundlagen:
Antreiben
Inhalt
2.1. Integrierter Zahnstangenantrieb BZ ...................................................................................50
2.1.1. Aufbau...............................................................................................................................50 2.1.2. Integration .........................................................................................................................51 2.1.3. Vergleich mit anderen Antriebskonzepten ........................................................................51 2.1.4. Verzahnungsqualität .........................................................................................................52
2.2. Schmierung ...........................................................................................................................53
2.2.1. Aufgabe der Schmierung .................................................................................................53 2.2.2. Schmierstoffarten .............................................................................................................53 2.2.3. Eigenschaften der Schmierstoffe......................................................................................53 2.2.4. Empfohlene Schmierstoffe................................................................................................53
2.1. Integrierter Zahnstangenantrieb BZ
2.1.1.
Aufbau
Linearführungen mit integriertem Zahnstangenantrieb BZ 25 und BZ 35 bestehen aus einer Profilschiene BM mit integrierter Zahnstange, auf der ein oder mehrere wälzgelagerte Führungswagen laufen, sowie einem oder mehreren Antriebsritzeln, die in die Zahnstange eingreifen. Als Führungswagen können alle BM Bauformen der entsprechenden Größen verwendet werden. Typische Anwendungen solcher Systeme sind im Bereich Handling, Automation, Wasserstrahl-/ Laserschneidanlagen, Holzbearbeitung. Zum Aufbau einer kompletten Achse wird in der Regel eine Standard-SCHNEEBERGER MONORAIL-Führung BM als Parallelschiene eingesetzt. Der Antrieb des Ritzels erfolgt meist über Getriebemotoren, siehe Bild, der nicht Lieferumfang von SCHNEEBERGER ist.
Parallelschiene mit Ritzel
Die Verzahnung ist auf der Unterseite der Führungsschiene angebracht, sodass keine Ausrichtung der Verzahnung zur Führung notwendig ist.
Bei den SCHNEEBERGER MONORAIL-Führungen mit integriertem Zahnstangenantrieb vom Typ MONORAIL BZ kann zusätzlich ein Wegmesssystem AMS 4B integriert werden.
Führungswagen mit Führungsschiene und Zahnstange
Die BZ Schienen können gestoßen werden.
2.1.2.
Integration
Die Integration des Zahnstangenantriebes in die SCHNEEBERGER MONORAIL-Führungen bietet gegenüber einer separat montierten Zahnstange erhebliche Vorteile Reduzierter Aufwand für Konstruktion und Fertigung, da nur zwei anstelle von drei Montageflächen für Führung und Antrieb erforderlich sind
Geringerer Platzbedarf durch kompaktere Bauweise Montage und Ausrichtung der Zahnstangensegmente in der Maschine entfällt Ausrichten der Zahnstange zur Führungsschiene entfällt Reduzierter Logistikaufwand
• Keine Beschaffung und Lagerhaltung von Zahnstangen • Ein Lieferant für Führung und Antrieb
2.1.3.
Vergleich mit anderen Antriebskonzepten
Vorteile des SCHNEEBERGER-Zahnstangenantriebs BZ gegenüber:
Kugelgewindetrieb Mehrere unabhängige Bewegungsaufgaben auf einem Führungssystem möglich Wesentlich steifer bei großen Längen und großen Kräften (Umkehrspiel) Positionierung nicht temperaturabhängig Partiell austauschbar Deutlich robuster Bauweise limitiert nicht Geschwindigkeitsfeld (ähnlich Steigung der Spindel) Vorspannung beliebig einstellbar und im Betrieb variierbar Keine Schwingungsneigung bei großen Längen Keine separate Lagerung erforderlich Unendlich lange Verfahrwege realisierbar
Zahnriementrieb Wesentlich höhere Kräfte übertragbar Exaktere Positionierung und höhere Steifigkeit bei Kraftwechseln Geringerer Verschleiß Temperaturbeständig Kein Ausbrechen der Zähne
Linearmotor Wesentlich geringere Investition Deutlich leichter Keine Kühlung erforderlich Wesentlich höhere übertragbare Kräfte Zieht metallischen Schmutz (z. B. Späne) nicht an Führung kann kleiner gewählt werden, da die magnetischen Anzugskräfte nicht zusätzlich berücksichtigt werden müssen Kein Bremsführungswagen für Stromausfall erforderlich Wesentlich geringere Energiekosten „Elastisch“ gegen Kraftwechsel
2.1.4.
Verzahnungsqualität
Die Verzahnungsqualität von Stirnradverzahnungen ist definiert über DIN 3961/3962/3963/3967 und geprüft nach DIN 3999. Die Toleranzklasse, z. B. Qualitätsstufe 5 (Q5), bestimmt die Maßhaltigkeit der Verzahnung (Teilungsfehler, Form- und Lagetoleranzen des Teilkreises, Abweichung der Zahnflanke von der Soll-Kontur, ...) und damit bei Zahnstangenantrieben z. B. die erreichbare Positioniergenauigkeit und Laufgüte. Die Qualitätsstufe 5 ist (je nach Hersteller) die höchste Stufe, die sich noch mit wirtschaftlicher Schleiftechnik herstellen lässt. Da die genannten Normen nur für Zahnräder gelten, werden für die Zahnstange alle Angaben so betrachtet, als wäre die Zahnstange ein Ritzel mit z = 100 Zähnen. SCHNEEBERGER bietet für die MONORAIL BZ Systeme zwei Verzahnungsqualitäten an, um unterschiedliche Kundenbedürfnisse bzgl. Qualität und Wirtschaftlichkeit erfüllen zu können: Qualität Q5 (auf Anfrage), mit gehärteter und geschliffener Verzahnung Qualität Q6, mit weicher und gefräster Verzahnung
Die Verzahnungen der als Zubehör lieferbaren Ritzel (siehe SCHNEEBERGER-Produktkatalog MONORAIL und AMS) besitzen die Qualität Q6 und sind grundsätzlich gehärtet und geschliffen, da die Verzahnung der Ritzel wesentlich mehr Eingriffe je Verfahrweg erfährt als die Zahnstange.
Beispiel für 1000 mm Verfahrweg für Toleranz Q5 und Q6. 1 Summenteilungsfehler für Q5 ≤ 40 µm (auf Anfrage) 2 Summenteilungsfehler für Q6 ≤ 50 µm
2Technische Grundlagen: Antreiben
2.2 Schmierung 2.2.1 Aufgabe der Schmierung 2.2.2 Schmierstoffarten 2.2.3 Eigenschaften der Schmierstoffe 2.2.4 Empfohlene Schmierstoffe
2.2. Schmierung
2.2.1.
Aufgabe der Schmierung
2.2.2.
Schmierstoffarten
Zur Aufrechterhaltung der Funktion des Zahnstangenantriebes ist eine ausreichende Schmierung mit einem den Einsatzbedingungen angepassten Schmierstoff erforderlich. Dazu gehört auch regelmäßiges Nachschmieren. Die Schmierung hat folgende Aufgaben: Metallische Wälzpartner durch Ausbildung eines tragfähigen Schmierstofffilmes trennen Verschleiß vermindern Reibung zwischen den Wälzflächen an Zahnrad und Zahnstange herabsetzen Vor Korrosion schützen Laufgeräusche mindern
Die Schmierung hat somit wesentlichen Einfluss auf die Funktion und Lebensdauer der Verzahnung.
Als Schmierstoff für den Zahnstangenantrieb kann sowohl Fett, oder Fließfett, als auch Öl eingesetzt werden. Es können Schmierstoffe auf Mineralölbasis oder synthetische Schmierstoffe verwendet werden, die zum Teil auch Festschmierstoffanteile wie Graphit oder MoS2 enthalten.
2.2.3.
Eigenschaften der Schmierstoffe
2.2.4.
Empfohlene Schmierstoffe
Bei den Schmierstoffen für offene Getriebe und Verzahnungen ist darauf zu achten, dass sie eine hohe Viskosität und Haftfähigkeit besitzen, damit sie von den rotierenden Zahnrädern nicht abgeschleudert werden können. Weitere Eigenschaften, die der Schmierstoff erfüllen muss, sind: Hohe Scherstabilität Guter Verschleißschutz Guter Korrosionsschutz Oxidationsstabilität Hohe Druckstabilität
Von SCHNEEBERGER empfohlene Schmierstoffe:
Schmierung mit Öl
Mineralöl CLP nach DIN 51517 in der Viskositätsklasse ISO VG 460 nach DIN 51519
Schmierung mit Fett
Schmierfett OGP2K nach DIN 51825
Kenngrößen von Schmierstoffen siehe Kapitel 1.10 - Schmierung.
3 Technische Grundlagen:
Messen
