Gesamtsteifgkeit einer Linearachse

Die Einfederung einer Linearachse mit Kugelgewindetrieb setzt sich aus der Einfederung des (oder der) Axiallagers, der Einfederung der Spindelwelle. und der Einfederung der Kugelmutter zusammen. Demzufolge sind alle drei Steifigkeiten zusammen zu betrachten. Nur die Steifigkeit der Kugelmutter ist jedoch in den Katalogangaben enthalten.

Die Steifigkeit des Lagers ist aus den Unterlagen des Lagerherstellers zu entnehmen. Die Steifigkeit der Spindelwelle hängt vom E-Modul, der Querschnittsfläche und der Spindellänge ab und muß berechnet werden. Bei Spindeln mit großer Steigung spielt die Torsion eine große Wirkung.

Falls Sie die Berechnung der Axial- und Torsionssteifigkeit selbst durchführen wollen: Verwenden Sie für die Berechnung der Querschnittsfläche den Nenndurchmesser der Spindeln minus dem Kugeldurchmesser.

Wir führen diese Berechnung aber auch gerne für Sie durch.

Die beidseitige  Lagerung der Spindelwelle in Axiallagern bringt eine Vervierfachung der Axialsteifigkeit der Spindelwelle: Ein Faktor 2 für die Ableitung von Axialkräften über beide Spindelsegmente beidseitig der Mutter, und ein weiterer Faktor 2 dafür, dass die Mutternposition mit der geringsten Axialsteifigkeit der Spindel nicht mehr am Ende der Spindel liegt, sondern in der Mitte.

Die beidseitige Festlagerung erfordert in der Regel jedoch die Reckung der Spindel, damit eine eventuelle Wärmedehnung nicht zu unzulässigen Druckspannungen und ggf. zum Ausknicken der Welle führen kann.

Bei Achsen mit angetriebener Mutter ergibt sich eine einfache Möglichkeit, die Torsionssteifigkeit der Spindel deutlich zu vergrößern, indem die Ausleitung des Momentes an beiden Spindelenden erfolgt. Dann gilt Vergleichbares hinsichtlich der Torsion: Faktor 2 für die Ausleitung beidseits der Mutter, und ein weiterer Faktor 2 für die Verkürzung der Distanz.