Technische Informationen Antriebstechnik

Ein Kugelgewindetrieb ist ein mechanisches Antriebselement, das eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung umwandelt. Zwischen Spindel und Mutter wälzen Kugeln ab, wodurch Reibung minimiert und ein hoher Wirkungsgrad erreicht wird. Kugelgewindetriebe sind zentrale Komponenten in Präzisions-Linearantrieben.

Beim Drehen der Spindel rollen Kugeln in den Laufbahnen zwischen Spindel und Mutter. Die Kugeln bewegen sich entlang des Gewindeprofils und werden über Umlenkungssysteme zurückgeführt. Dadurch entsteht eine Linearbewegung der Mutter. Alternativ gibt es Anwendungen, in denen sich die Mutter dreht. Das Funktionsprinzip bleibt dabei gleich.

Kugelgewindetriebe werden in zahlreichen Anwendungen eingesetzt, in denen lineare Bewegungen mit hohem Wirkungsgrad benötigt werden. Sie kommen besonders dort zum Einsatz, wo hohe Präzision, Wiederholbarkeit und Effizienz gefordert sind – Etwa in Werkzeugmaschinen, Messsystemen, Medizintechnik, Halbleiterfertigung, Robotik und Automatisierung. 

Der entscheidende Unterschied liegt im Funktionsprinzip: Kugelgewindetriebe arbeiten mit Rollreibung, während Trapezgewindetriebe als Gleitgewindetriebe auf Gleitreibung basieren. Daraus ergibt sich, dass Kugelgewindetriebe einen höheren Wirkungsgrad aufweisen als Trapezgewindetriebe. 

Je nach Ausführungsvariante ergeben sich unterschiedliche technische Eigenschaften für die Anwendung. Beispielsweise sind Kugelgewindetriebe in der Regel nicht selbsthemmend, während Trapezgewindetriebe als selbsthemmende Variante ausgeführt werden können. 

Kugelgewindetriebe bieten entscheidende Vorteile für hochpräzise und dynamische Anwendungen linearer Antriebstechnik. Sie erreichen einen extrem hohen Wirkungsgrad von typischerweise über 90 Prozent. Kugelgewindetriebe zeichnen sich durch hohe Positioniergenauigkeit, Wiederholgenauigkeit und einen gleichmäßigen Drehmomentverlauf aus. 

Aufgrund der reduzierten Reibung und gleichmäßigen Lastverteilung über die Kugeln bieten Kugelgewindetriebe eine deutlich längere Lebensdauer als andere Systeme. Der geringe Verschleiß macht sie wartungsarm und ermöglicht im Idealfall eine Lebensdauerschmierung. 

Kugelgewindetriebe werden in erster Linie nach der Herstellung der Spindel unterschieden. Diese kann geschliffen oder gerollt ausgeführt sein. Geschliffene Kugelgewindetriebe bieten höchste Präzision und Leistungsfähigkeit für anspruchsvolle Anwendungen, während gerollte Kugelgewindetriebe für Standardanwendungen geeignet sind. 

Weitere wesentliche Bauformunterscheidungen betreffen die Mutternausführung. Hier unterscheidet man zwischen Einzel- und Doppelmutter sowie zwischen Flansch-, Anschlussgewinde- und Zylindermutter. Ein zusätzliches Unterscheidungsmerkmal ist die Ausführung der Kugelrückführung. 

Darüber hinaus können weitere Kriterien wie Durchmesser, Steigung und Material je nach Anwendung variieren. Steinmeyer bietet maßgeschneiderte Kugelgewindetriebe nach individuellen Kundenanforderungen – von der technischen Auslegung bis zur Fertigung aus einer Hand. 

Die Auswahl richtet sich nach Belastung, Geschwindigkeit, Genauigkeit, Umgebung und Einbauverhältnissen. Wichtig sind Steigung, Spindeldurchmesser, Vorspannung, Schmierung und geforderte Lebensdauer. Steinmeyer unterstützt bei der technischen Auslegung und Berechnung. 

Die Auswahl des passenden Kugelgewindetriebs richtet sich nach den spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung. Zentrale Auswahlkriterien sind: erforderliche Positioniergenauigkeit, zu bewegende Lasten, gewünschte Lebensdauer, Geschwindigkeiten, Verfahrweg und verfügbarer Bauraum. Umgebungsbedingungen wie vorhandener Kühl-Schmierstoff, Vakuum oder extreme Temperaturen spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Die Anwendungstechniker von Steinmeyer unterstützen Sie gerne bei der optimalen Auslegung von Kugelgewindetrieben, von der Lebensdauerberechnung bis zur Auswahl der passenden Komponenten für Ihre spezifische Anwendung.