So verkleinern Sie die Größe eines Linearaktuators

Hybrid-Kugelumlaufspindelantrieb

Lösung für XY-Stufen und kleine Bearbeitungszentren wie 3D-Drucker.

Linearantriebe gibt es in einer Vielzahl von Größen, aber in den letzten Jahren haben die Hersteller immer kompaktere Stellflächen betont. Unabhängig davon, wie klein der Aktuator ist, kann durch Hinzufügen eines Motors die Gesamtgröße des Gesamtsystems für Anwendungen mit beengten Platzverhältnissen zu groß werden. Einige Hersteller lösen dieses Problem, indem sie einen Motor und eine Gewindespindel (oder Kugelumlaufspindel) in eine Baugruppe integrieren, die üblicherweise als Hybridantriebe bezeichnet werden.

Die häufigste Variante des Hybriddesigns ist ein Schrittmotor mit integrierter Gewindespindel, da die beiden Komponenten ähnliche Spezifikationen für Last, Geschwindigkeit und Schubkraft aufweisen. Und hier bietet das integrierte Layout wohl den größten Vorteil, da die bei Gewindespindelanwendungen erforderlichen Lasten und Kräfte in der Regel kleiner sind und sich besser für eine Konstruktion ohne externe Führung eignen (dh keine linearen Wellen oder Schienen zur Unterstützung der Last). Führungen können jedoch in Hybridantriebe integriert werden, wodurch sie vielseitiger für Anwendungen wie Präzisionspositionierungssysteme eingesetzt werden können, bei denen eine Last beim Bewegen unterstützt werden muss.

Die Basis eines Hybridantriebs ist ein Hohlwellenmotor. Anstelle der üblichen Motorkonstruktion, die eine einfache Antriebswelle umfasst, die durch die Mitte des Rotors läuft, ist die Schraubenwelle oder die Schraubenmutter im Inneren des Rotors montiert. Wenn die Schraubenwelle im Rotor montiert ist, wird die Konfiguration manchmal als angetriebene Schraubenbaugruppe bezeichnet, und wenn die Schraubenmutter im Rotor montiert ist, wird die Konfiguration üblicherweise als angetriebene Mutterbaugruppe bezeichnet.

Die Konfiguration der angetriebenen Schnecke ist hinsichtlich der Endfixierung einer herkömmlichen Schraubenbaugruppe am ähnlichsten, bei der ein Ende der Schraube von einem oder zwei Axiallagern getragen und mit dem Motor gekoppelt wird, während das gegenüberliegende Ende entweder „frei“ ist (nicht unterstützt) ) oder von einem oder zwei Axiallagern getragen. Der Unterschied bei einem Hybridantrieb mit angetriebener Schnecke besteht darin, dass das angetriebene Ende der Schraube direkt im Rotor des Motors montiert ist und von Lagern im Inneren des Rotors getragen wird. Es sind keine externen Lager oder Schrauben-Motor-Kupplungen erforderlich. Wie bei einer herkömmlichen Schraubenbaugruppe wird die Mutter außerhalb des Motors montiert, und durch Drehen der Schraube wird die Mutter entlang der Schraubenwelle bewegt.

In der Konfiguration der angetriebenen Mutter kann die Bewegung auf zwei Arten erfolgen: Die Kombination aus Mutter und Motor kann so eingeschränkt werden, dass sich die Schraubenwelle hin und her bewegt, wenn der Motor die Mutter dreht. oder die Schraubenwelle kann so eingeschränkt werden, dass sich die Motor / Mutter-Baugruppe entlang der stationären Schraube bewegt. Wenn die Schraubenwelle gespannt ist und sich nicht drehen darf, können typischerweise höhere Geschwindigkeiten erreicht werden, da ein „Auspeitschen“ (der Springseil-Effekt, der auftritt, wenn eine Schraube sehr schnell gedreht wird) vermieden wird. Ein Axiallager ist typischerweise am Außenumfang der Schraubenmutter (innerhalb des Motorrotors) angebracht, um Schubkräfte aufzunehmen.

Neben dem Vorteil einer kompakten Größe können weniger mechanische Verbindungen die Konformität des Gesamtsystems im Vergleich zu ähnlichen Systemen verringern, bei denen ein Motor extern mit einer Schraube gekoppelt ist. In Systemen ohne Linearführungen umfassen die Hauptanwendungsbereiche für Hybridaktuatoren das Drücken oder Ziehen relativ leichter Lasten oder die präzise Positionierung, beispielsweise bei Fokussierungs- und Scananwendungen.


Beitragszeit: 14.09.2020