Einführung in Leitspindeln

Wofür werden Gewindespindeln verwendet?

Leitspindeln, oft auch als Gewindespindeln bezeichnet, sind bemerkenswert häufig anzutreffen und kommen in technischen Umgebungen zum Einsatz, in denen Drehmaschinen, CNC-Maschinen oder komplexe Robotik bedient werden. Sie sind jedoch genauso häufig im Haushalt zu finden, in herkömmlichen Produkten wie Druckern oder DVD-Laufwerken.

Der Hauptzweck einer Leitspindel besteht darin, sich zu drehen, wobei ihr Gewinde verwendet wird, um eine Leitspindelmutter in kleinen, sehr präzisen Schritten vorwärts und rückwärts zu drücken. Durch Drehen mit angesetzter Mutter wandelt eine Leitspindel eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung um und ist somit eine Art mechanischer Linearantrieb. Aus diesem Grund werden Leitspindeln oft als Antriebs- oder Übersetzungsspindel bezeichnet.

Worauf beziehen sich Leads und Starts?

Die „Gewinde“ einer Leitspindel ist der Abstand, um den sich eine Spindelmutter bei einer 360°-Drehung der Spindel bewegt. Dies ist nicht zu verwechseln mit der Steigung, die sich auf den Abstand zwischen den Spitzen des Gewindes bezieht. Ein kleineres Gewinde führt zu einem engeren Gewinde, was präzisere Bewegungen pro Umdrehung ermöglicht.

Die „Anfänge“ einer Gewindespindel sind die Anzahl der unabhängigen Gewinde oder „Zähne“ an der Schraube selbst. Eine größere Anzahl von Starts führt zu einem robusteren Mechanismus mit einer besseren Fähigkeit, das Drehmoment zu übertragen. Aus Platzgründen kann es jedoch vorkommen, dass mehrere Starts mit einer kleinen Leitung nicht kompatibel sind.

Bei Gewindespindeln mit einem Anlauf entsprechen Steigung und Steigung der Spindel einander. Bei Leitspindeln mit mehreren Anläufen, die üblicherweise für Anwendungen verwendet werden, die höhere Tragfähigkeiten und höhere Betriebsdrehzahlen erfordern, ist die Steigung jedoch die Anzahl der Starts multipliziert mit der Steigung.

Vorteile der Verwendung von Gewindespindeln

Zu den offensichtlichsten Vorteilen der Verwendung von Gewindespindeln gegenüber Gewindestangen gehören:

• Große Tragfähigkeit
• Reibungsloser und leiser Betrieb
• Hochgenaue und präzise lineare Bewegung
• Fähigkeit zur Selbsthemmung (bei vertikalen Anwendungen)

Leitspindeln werden zunehmend in Märkten eingesetzt, die sehr komplizierte Bewegungen und eine ultrahochpräzise Betätigung erfordern. Dazu gehören nicht flugkritische Antriebssysteme für Flugzeuge, hochpräzise Robotik und animatronische Gliedmaßen sowie in medizinischen Geräten wie Zentrifugen und automatisierten Pipettiersystemen.

Eine der häufigsten Anwendungen von Leadscrews ist die Positionierung des Druckkopfs in 3D-Druckern. Sie verwenden häufig 8-mm-Gewindespindeln, wie im folgenden Video gezeigt. Die oben erläuterten Konzepte werden alle in den ersten Sekunden dieses Videos gezeigt: