Steifigkeit

Die Steifigkeit eines Kugelgewindetriebe beeinflußt nicht nur zu einem erheblichen Teil die Positioniergenauigkeit, sondern spielt auch eine wichtige Rolle beim dynamischen Verhalten einer Linearachse. Im Verhältnis dazu wird das Thema relativ wenig beachtet.

  • Die Steifigkeit ist in der DIN 69051 bzw. der ISO 3408 zunächst als rechnerische Steifigkeit des Kugel-Laufbahn-Kontaktes Rb/t beschrieben. Dieser Wert leitet sich aus der Hertz'schen Pressung, dem Schmiegungsfaktor, Kontaktwinkel und der Anzahl der tragenden Kugeln ab. Rb/t is ein recht hoher, theoretischer Wert.
  • Die Verformung des gesamten Mutterkörpers (Aufweitung, Längendehnung) wird zusätzlich durch den Wert Rnu beschrieben, allerdings immer noch auf theoretischer Basis. Rnu liegt bereits deutlich niedriger als Rb/t.
  • Dieser Wert wird dann noch um einen Korreketurfaktor vermindert, der sich an der Genauigkeitsklasse orientiert und die durch ungleichmäßige Belastung der Kugeln verursachten zusätzlichen Verformungen berücksichtigt. Dieser reduzierte Wert heißt Rnu,ar und entspricht weitgehend den tatsächlichen Verhältnissen.

Steinmeyer veröffentlicht in Katalogen und im Abschnitt "Produkte" dieser Website ausschließlich Rnu,ar-Werte. Bitte achten Sie beim Vergleich mit Produkten anderer Hersteller darauf, nur effektive Steifigkeitswerte für die von Ihnen gewählte Vorspannung zu vergleichen.

Technik-Tipp

Die Steifigkeit steigt mit zunehmender Vorspannung. Allerdings entspricht der Zuwachs an Steifigkeit nur der dritten Wurzel des Zuwachses an Vorspannung, während die Reibung und damit die Verlustleistung linear anwächst. Die Lebensdauer reduziert sich gleichzeitig dramatisch. Daher sind die Möglichkeiten zur Anhebung der Steifigkeit durch Vergrößerung der Vorspannung sehr begrenzt.

Dabei sind Rund R2 die Steifigkeiten, die den Vorspannungen Fpr1  und Fpr2  entsprechen.