Problem: Zu hohe Reibung bei Axialverschiebung
Jetzt muss es schnell gehen! Kurz vor Serienstart gibt es Probleme bei der technischen Freigabe. Der Motor schafft es unter realen Bedingungen nicht, die Konstruktion axial zu verschieben. Eine pfiffige Lösung muss gefunden werden, denn viele Teile sind schon vorproduziert…
Wie ist die Ausgangssituation?
Mit Hilfe der Hebevorrichtung soll eine Last angehoben und gleichzeitig durch einen Elektroantrieb axial verschoben werden, um eine höhere Positioniergenauigkeit zu erreichen.
Wie wurde die Lagerung ursprünglich realisiert?
Ein Kegelrollenlager dient zur radialen Lastaufnahme und soll über den Außenring linear abrollen, um die Position des Aufhängepunktes axial zu verschieben. Seitliche Führungsleisten halten das Lager in der Spur.
Was funktioniert nicht?
Im Einsatz stellt sich heraus, dass die Antriebskräfte in manchen Fällen zu klein sind, um die Last zu verschieben. Vor allem, wenn die Last nicht mittig hängt.
Wo liegen die Schwachstellen?
Bei außermittiger Last wirkt zu den radialen Kräften noch eine Momentenlast auf die Lagerung. Diese wird durch die Führungsschienen aufgenommen. Das erhöht die Reibung enorm und der Elektromotor schafft es nicht mehr, die Lagerung zu bewegen.
Was muss verändert werden, um das Problem zu lösen?
Die Lagerung muss so verändert werden, dass auch unter Momentenbelastung eine reibungsarme Verschiebung der Lagerung möglich ist (Winkelausgleich). Konstruktive Änderungen sind dabei nur innerhalb der bereits gefertigten Bauteile möglich.
So konnten wir das Problem lösen
Der Außenring eines Kegelrollenlagers ist sehr dünnwandig. Wir haben das Lager durch eine dickwandige Laufrolle ersetzt, um eventuellen Außenringbrüchen vorzubeugen. Das Profil wurde kugelig ausgeführt, damit die Rolle bei außermittiger Last auspendeln kann, aber gleichzeitig axial geführt wird. Die Gegenlaufbahn wurde mit einer gefrästen Laufbahn ausgestattet, in der die Laufrolle kontrolliert abrollen kann. Alle Bewegungen rollen nur noch anstatt zu gleiten und verursachen wesentlich weniger Reibung. Auch bei Schiefstellung der Last ist die Axialverschiebung durch den Elektromotor jetzt wieder problemlos möglich.
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