Inhalt
Welche Arten von Spindelhubgetrieben gibt es?
Grundlagen
Suchen Sie nach präzisen und leistungsstarken Lösungen zur Umsetzung von Hub- und Positionierbewegungen? Dann sind Spindelhubgetriebe die ideale Wahl für Sie. Dabei gibt es jedoch unterschiedliche Arten von Spindelhubgetrieben, die alle spezifisch unterschiedlichen Bedürfnissen gerecht werden. Entdecken Sie unten den perfekten Überblick über alle Spindelhubgetriebe.
1. Was sind Hubgetriebe?
Hubgetriebe sind wahre Alleskönner in der Antriebstechnik. Es gibt kaum ein Anwendungsfall, wo sie nicht als Antriebselement in der Diskussion sind. Wir fertigen Hubgetriebe seit 1945. Das Grundprinzip ist simpel und brillant zugleich: Eine Drehbewegung wird einfach in eine Axialbewegung umgewandelt – und das auf engstem Raum.
Realisiert wird dies so: Ein Elektromotor treibt eine Schneckenwelle an, die ein Schneckenrad in eine Drehbewegung versetzt. Das Schneckenrad ist mit einer Gewindespindel (Standard: Trapezgewinde; Sonderausführung: Kugelgewinde) versehen – und fertig ist das Hubgetriebe.
2. Sie haben die Wahl: Zur Auswahl stehen Ihnen vier Getriebetypen
Welcher Getriebetyp für Ihren Einsatzfall der Richtige ist, hängt von unterschiedlichen Faktoren ab: Von der geforderten Traglast, dem Belastungsfall und den Platzverhältnissen. Grundsätzlich ist jedes Getriebe in zwei Ausführungen möglich:
Grundausführung
Die Hubspindel führt die lineare Hubbewegung aus.
Laufmutterausführung
Die Laufmutter führt die lineare Hubbewegung durch.
Diesen riesigen Belastungsbereich decken wir mit unseren bewährten Hubgetrieben ab: 0,5 kN bis 2.000 kN
3. Die Spindelhubgetriebetypen im Überblick
Spindelhubgetriebe kubisch - von 2,5 kN bis 500 kN
Die Gehäuseform steckt schon im Namen: es ist kubisch, also ein Würfel. Alle Flächen bieten bei dieser Bauform viele Anbaumöglichkeiten an verschiedene Konstruktionen an. Wir können Traglasten von 2,5 kN bis 500 kN realisieren und bieten viele Möglichkeiten zur Individualisierung.
Die kubischen Hubgetriebe tragen die Bezeichnung MJ bzw. BJ. Insgesamt stehen in der Standardausführung 11 Baugrößen zur Verfügung.
Spindelhubgetriebe klassisch - von 0,5 kN bis 2.000 kN
Die Gehäuseform dieser Hubgetriebe steckt schon im Name: Klassisch. Im Gegensatz zur kubischen Bauform können die Hubgetriebe der Baureihe höhere Belastungen bis 2.000 kN aufnehmen. Aufgrund der Bauform können Sie keine Konstruktionselemente an das Gehäuse anbauen.
Die klassischen Hubgetriebe tragen die Bezeichnung MC. Es stehen 14 Baugrößen zur Verfügung, wobei es ebenso jede Baugröße als Laufmutter- und Grundausführung gibt.
Hochleistungshubgetriebe HMC - von 5 kN bis 1.000 kN
Auch hier steckt im Namen bereits, was im Getriebe steckt. Diese Hochleistungsspindelhubgetriebe sind für besondere dynamische und anspruchsvolle Einsatzgebiete abgestimmt, für die die Standard-Hubgetriebe aufgrund des einfachen konstruktiven Aufbaus nicht geeignet sind.
Die Konsequenz: wir können höhere Drehzahlen und Belastungen realisieren. Die Hochleistungsgetriebe tragen die Bezeichnung HMC. Sie können Traglasten von 5 kN bis zu 1.000 kN heben.
Schnellhubgetriebe KH - von 15 kN bis 90 kN
GROB-Schnellhubgetriebe als Ergänzung unseres Hubgetriebe-Programms bieten eine Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten unserer Hubgetriebe. Im Gegensatz zu den Hubgetrieben werden Kegelradübersetzungen verwendet.
Das Angebot umfasst drei Baugrößen mit den Übersetzungen 1:1, 2:1 und 3:1. Der Gesamtwirkungsgrad der GROB-Schnellhubgetriebe liegt dank des günstigen Wirkungsgrades der Kegelradsätze bei ca. 75% mit Kugelgewindespindeln und ca. 40% mit Trapezgewindespindeln.
So sieht ein Schneckenradhubgetriebe von innen aus
GROB GmbH Antriebstechnik
4. Vor- und Nachteile
Nachteile
✘ Geschwindigkeitsbegrenzung: In vielen Fällen sind Hubgetriebe langsamer als andere Bewegungssysteme, was in Anwendungen mit hoher Geschwindigkeit problematisch sein kann.
✘ Komplexität: Die Konstruktion und Installation von Hubgetrieben kann komplex sein und erfordert oft spezielle Kenntnisse.
✘ Wartungsbedarf: Hubgetriebe erfordern regelmäßige Wartung, um eine optimale Leistung und Lebensdauer sicherzustellen.
✘ Kosten: Hochwertige Hubgetriebe können teuer sein, insbesondere wenn sie maßgeschneidert sind.
Vorteile
✔ Präzise Bewegungskontrolle: Hubgetriebe ermöglichen eine präzise Steuerung der linearen Bewegung, was in Anwendungen, bei denen Genauigkeit wichtig ist, von entscheidender Bedeutung ist.
✔ Hohe Lasttragfähigkeit: Hubgetriebe sind in der Lage, schwere Lasten zu heben oder zu bewegen, was sie ideal für Anwendungen mit hohen Belastungen macht.
✔ Energieeffizienz: Sie können die Energieübertragung effizient gestalten, was Energieeinsparungen und geringere Betriebskosten ermöglicht.
✔ Vielseitigkeit: Es gibt verschiedene Arten von Hubgetrieben, wie Spindelhubgetriebe, Schneckengetriebe und Schnellhubgetriebe, die sich für verschiedene Anwendungen eignen.
✔ Lange Lebensdauer: Gut gewartete Hubgetriebe können eine lange Lebensdauer haben und sind daher kosteneffizient.
Häufig gestellte Fragen zu Spindelhubgetrieben
Un vérin à vis est la combinaison d’une vis et d’un écrou (écrou à vis sans fin ou écrou mobile), qui transforme un mouvement de rotation en mouvement linéaire grâce à un engrenage à vis sans fin.
Le terme « blocage de course » décrit l’exécution d’un mouvement de levage contre une butée fixe. L’élément de levage est alors « bloqué » par l’élément fixe correspondant.
Version de base : la vis effectue elle-même le mouvement axial.
Version à écrou mobile : la vis reste toujours fixe dans l’espace mais tourne. L’écrou se déplace alors le long de la vis vers le haut ou vers le bas.
- Cubique et Classique : différences principalement esthétiques. C’est une question de philosophie : ce qui plaît le plus à chacun. Les performances sont quasiment identiques.
- HMC : standard jusqu’à 3000 tr/min à l’entrée, avec remplissage d’huile et ailettes de refroidissement – capacité de charge dynamique explicitement plus élevée.
- KH : dynamique particulièrement élevée, mais la capacité de charge maximale descend à 90 kN.
La charge nominale indiquée par le fabricant ne doit pas être dépassée. Néanmoins, les réducteurs de levage intègrent des facteurs de sécurité de 1,5 à 2,5 par rapport à la charge nominale.
L’écrou de sécurité SFM suit normalement l’écrou porteur sans charge. Si l’écrou porteur se casse, le SFM reprend la charge. Il permet alors encore un mouvement de levage pour mettre l’installation à l’arrêt. L’écrou SFM est également utilisé comme écrou de référence pour mesurer l’usure.
La mention « 20 % de cycle de service par heure » doit toujours être considérée en relation avec une certaine puissance absorbée par le réducteur. Si la puissance admissible n’est pas dépassée, moins de chaleur est générée et le réducteur nécessite moins de temps pour refroidir. Il est donc possible d’atteindre un cycle de service supérieur à 20 %.
Oui, les réducteurs à vis peuvent être entièrement fabriqués en acier inoxydable et lubrifiés avec une graisse conforme à la norme H1 pour le contact alimentaire.
Le boîtier est en aluminium moulé sous pression ou en fonte grise, la vis, le tube de protection et la vis sans fin sont en acier, et la roue sans fin ou l’écrou mobile est en alliage de bronze. De plus, de nombreuses variantes existent.
Elle empêche la vis de tourner. Si une vis de translation effectuait un mouvement de rotation, aucun mouvement linéaire ne serait possible.
Oui, grâce aux brides moteur, il est possible de monter de manière flexible des moteurs ou des motoréducteurs. Vous décidez si vous fournissez le moteur vous-même ou si GROB s’en charge.
Oui. Un vérin à vis peut être actionné par n’importe quel type d’entraînement rotatif, qu’il soit électrique, mécanique ou manuel.
En cas de charge en compression, le facteur limitant est généralement le flambage.
En cas de charge en traction, il s’agit soit de la disponibilité du matériau brut (barres couramment disponibles jusqu’à 6 m), soit de la vitesse critique de flexion (dans le cas d’une version à écrou mobile).
Pour des courses plus longues, la vis peut également être conçue en plusieurs parties.
La confusion vient parfois du fait que, dans les deux cas, un élément supplémentaire est placé à l’arrière de la vis.
- Le dispositif anti-dévissage n’est qu’un anneau sur le filetage qui empêche la vis de sortir.
- Le dispositif anti-rotation empêche en plus la vis de tourner.
Côté client : le client supporte la charge, ce qui empêche la vis de tourner. Si la vis est fixée à la charge, celle-ci ne peut pas non plus tourner.
Côté réducteur (produit avec dispositif anti-rotation intégré) : on utilise soit une rainure traversant complètement la vis avec une clavette comme contre-partie, soit, en alternative, un bloc carré vissé à l’arrière de la vis, et le tube de protection est alors réalisé en forme carrée.
La vitesse d’un moteur asynchrone triphasé dépend de la fréquence du réseau électrique : plus la fréquence est élevée, plus le moteur tourne vite.
La vitesse nominale à 50 Hz est :
- moteur 2 pôles : 3000 tr/min
- moteur 4 pôles : 1500 tr/min
- moteur 6 pôles : 1000 tr/min
- moteur 8 pôles : 750 tr/min
Cela dépend du cycle de fonctionnement et des conditions d’exploitation. En général, tous les 500 courses doubles.
0 à MAX mm. Des incréments au millimètre près peuvent être réalisés.
Lubrification par graisse dans le réducteur : jusqu’à 1500 tr/min ; au-delà de 1500 tr/min et jusqu’à 3000 tr/min, graisse fluide ou lubrification à l’huile.
Il est possible de monter des interrupteurs de fin de course mécaniques, magnétiques ou inductifs. Une préparation pour vos propres capteurs est également possible. Veuillez noter qu’il n’est pas possible d’implémenter une coupure en fin de course sur les vérins à vis en version à écrou mobile.
Une vue d’ensemble détaillée se trouve au début de chaque chapitre sur les vérins à vis dans notre catalogue. Voici un exemple pour les vérins à vis cubiques :
Pour les vérins à vis lubrifiés à la graisse, la position d’installation peut être choisie librement. Pour les vérins à vis lubrifiés à l’huile, l’orientation de la ventilation doit être respectée.
Plus la vis est épaisse, plus le dispositif anti-rotation par rainure et clavette devient complexe. Règle générale : pour une vis jusqu’à 40 mm, un dispositif anti-rotation par rainure et clavette est judicieux ; à partir de 55 mm, il vaut mieux opter pour un dispositif avec tube carré et bloc carré.
C’est possible à court terme, mais cela entraîne une diminution de la durée de vie supérieure à la normale.
- Les réducteurs standard avec vis trapézoïdale standard atteignent un rendement de 25 à 35 %.
- En augmentant le pas, le filetage glisse plus facilement, ce qui améliore le rendement.
- La combinaison avec une vis à billes peut permettre d’atteindre un rendement allant jusqu’à 50 %.
- La meilleure combinaison : vérin à vis à roue conique avec vis à billes, ce qui permet d’atteindre plus de 80 %.
Oui, pour les vérins à vis équipés de vis à billes ou à rouleaux, il est possible de calculer la durée de vie. Pour les vis trapézoïdales, aucun calcul de durée de vie n’est possible.
La puissance requise dépend de la charge et de la vitesse de levage. Il est recommandé de prévoir une marge de 30 % par rapport à la puissance nécessaire pour l’entraînement. Le vérin à vis doit être utilisé dans les limites maximales indiquées, qui dépendent de la version et de la taille. Voici, à titre d’exemple, les limites de puissance pour les vérins à vis cubiques : Gesamtkatalog 2023 (grob-antriebstechnik.de)
L’utilisation de vis à billes est judicieuse lorsque :
- la puissance absorbée est trop élevée avec des vis trapézoïdales,
- une vitesse de levage plus élevée est souhaitée,
- une précision plus grande est requise.
Le jeu axial d’une vis trapézoïdale est généralement compris entre 0,1 et 0,3 mm. Lorsque le jeu axial atteint ¼ du profil trapézoïdal, il est recommandé de remplacer l’écrou trapézoïdal.
Même si les forces latérales réduisent fortement la durée de vie des vérins à vis, il est possible d’en absorber dans certaines limites. Vous trouverez ici une base correspondante : Gesamtkatalog 2023 (grob-antriebstechnik.de)
La vis fixe effectue un mouvement relatif grâce à la rotation de la roue sans fin, tandis que la vis tournante crée un mouvement relatif pour l’écrou mobile. Les avantages et inconvénients dépendent de l’espace disponible dans votre système de levage.
Oui, chaque taille (indépendamment du type de vérin à vis) offre deux niveaux de réduction (→ normal et lent). L’exception concerne les vérins à vis à roue conique : ici, les démultiplications possibles sont 1:1, 2:1 et 3:1.
La rallonge de vis définit une longueur supplémentaire par rapport à la version standard lorsque le vérin est en position rentrée.
Exemple : vous avez besoin d’un mouvement effectif de 100 mm, mais il faut franchir 400 mm entre le point de départ et le réducteur. Dans ce cas, nous prolongeons la vis de 400 mm, ce qui donne une longueur totale de 500 mm en position sortie.
Des codeurs peuvent être montés sur le moteur ou sur la vis sans fin pour une surveillance permanente.
Si seule la position des fins de course est importante, des interrupteurs de fin de course peuvent détecter les positions souhaitées.
Dans les vérins de levage, nous utilisons également souvent des potentiomètres, qui renvoient une certaine valeur de résistance pouvant être lue par le système de commande.
Oui, la protection correspondante peut être assurée par une peinture ou par l'utilisation de matériaux inoxydables.
Oui, la fonction de levage et de déplacement peut être assurée par tout élément de levage mécanique.
Cette exécution utilise un tube supplémentaire monté sur l’écrou mobile pour protéger la vis. L’exécution à tube de poussée désigne ainsi un vérin de levage modifié sur la base d’un vérin à vis.
Graisse de classe NLGI 1 ou 2, adaptée aux paliers lisses et roulants fortement sollicités. Il faut veiller à la compatibilité avec le lubrifiant déjà en place. L’élément déterminant est de savoir si la graisse est fabriquée sur une base minérale ou synthétique.
La quantité de lubrifiant dépend de la taille et du type de vérin à vis. Vous trouverez les données correspondantes dans notre catalogue complet. Voici, à titre d’exemple, celles pour nos vérins à vis cubiques :
Dans les applications avec des exigences de sécurité élevées, deux mécanismes de maintien indépendants peuvent être nécessaires. Il peut s’agir d’un auto-blocage dynamique combiné à un frein moteur, ou bien d’un double frein indépendant commandé sur le moteur triphasé.
La vis peut être protégée par un soufflet ou un ressort hélicoïdal.
Oui. Les tensions courantes sont 24 V CC, 230 V CA et 400 V CA. D’autres tensions en courant continu ou alternatif sont disponibles sur demande.
La marge de sécurité peut être augmentée ou réduite. En cas de réduction, il faut veiller lors de l’utilisation de l’installation qu’un blocage de course soit dans tous les cas exclu.
Pour l’extrémité de la vis, le programme standard propose les options suivantes : extrémité filetée, tête articulée, tête à rotule, plaque de bride, plaque de bride avec palier, tenon. Les dimensions correspondantes se trouvent dans Gesamtkatalog 2023 (grob-antriebstechnik.de)
Un dispositif anti-dévissage (AS) empêche la vis de levage de tomber accidentellement dans une version de base. Il ne sert pas de butée mécanique !
- Pont électronique : si chaque élément de levage de l’installation est entraîné par un moteur, un pont électronique peut être réalisé à l’aide de codeurs.
- Éléments de liaison mécaniques : plus sûrs et moins coûteux, les arbres de liaison et les boîtes de distribution peuvent connecter tous les éléments de levage d’une installation entre eux.
Oui, l’utilisation de matériaux inox est une pratique courante pour les environnements exposés à des milieux agressifs.
L’élément moteur, généralement un moteur triphasé, ne s’arrête pas automatiquement et doit recevoir un signal pour se couper. Ce signal peut être généré par des interrupteurs de fin de course, des codeurs, des potentiomètres ou d’autres composants de suivi de déplacement.
Les entraînements mécaniques réagissent très fortement à un mouvement contre une butée fixe. Selon la puissance du moteur, un blocage de course entraîne le plus souvent des dommages au système vis-écrou.
Les points suivants nécessitent impérativement une version lubrifiée à l’huile :
- Utilisation en zone à risque d’explosion avec gaz. Un questionnaire ATEX est alors obligatoire.
- Vitesse d’entrée de la vis sans fin de 1500 tr/min à 3000 tr/min.
Oui, les vérins à vis et les cylindres MINI peuvent également être utilisés dans certaines limites en zones ATEX.
Questionnaire ATEX | GROB GmbH Antriebstechnik chevron_rightPour la version à écrou mobile, seules les dimensions de fixation de l’écrou changent.
Pour la version de base avec vis à billes, il peut arriver que le couvercle de palier soit surélevé afin d’accueillir l’écrou à billes dans le réducteur.
Oui, les vis filetées peuvent également être fabriquées en acier inoxydable.
Sie wollen mehr erfahren?
10 Schritte zum passenden Hubgetriebe
Die Auswahl des richtigen Hubgetriebes muss kein Rätselraten sein. Mit unserer Schritt-für-Schritt-Anleitung finden Sie schnell und sicher das passende Modell für Ihre Anwendung – einfach erklärt und direkt umsetzbar.
Wie hat Ihnen der Artikel gefallen? Sagen Sie uns Ihre Meinung