Eine angetriebene Mutter ist eine spezielle Bauform eines Gewindetriebs, bei welcher nicht die Spindel, sondern die Mutter rotatorisch angetrieben wird, um eine translatorische Bewegung der Spindel (bzw. der daran befestigten Last) zu erzeugen.
Vorteile
Ein Vorteil dieses Konzeptes ist beispielsweise der Entfall der biegekritischen Drehzahl. Die Spindel rotiert nicht, weshalb die Drehzahlobergrenze entfällt, die durch die biegekritische Drehzahl einer rotierenden Spindel vorgegeben ist. Die Biege-Eigenfrequenz muss jedoch auch bei feststehenden Spindeln berücksichtigt werden. Der Resonanzfall ist aufgrund des geringen Energieeintrags durch die angetriebene Mutter weniger kritisch.
Zudem wird der Rund- und Planlauf durch die angetriebene Mutter optimiert. Dadurch kann das System bis zur Maximaldrehzahl betrieben werden, welche durch den Drehzahlkennwert vorgegeben ist. Der Bereich der Eigenfrequenz sollte jedoch schnell durchfahren werden, um das System nicht unnötig zu belasten.
Auch die Massenträgheiten werden durch diese spezielle Mutter reduziert. Da die Spindel nicht in Rotation versetzt werden muss, verringern sich die Massenträgheiten im System. So wird eine einfachere und kostengünstigere Endenlagerung für die nicht rotierende Spindel ermöglicht.
Ein weiterer Vorteil entsteht durch die Kompensation von Temperatureinflüssen. Die feststehende Spindel kann leicht vorgespannt werden, um Längenveränderungen durch Temperatureinflüsse zu kompensieren, welche durch die Verwendung einer Hohlspindel mit Kühlung weiter minimiert werden.
Nachteile
Ein Nachteil dieses Systems ist der Motor, welcher zusammen mit dem Tisch bewegt werden muss, was zusätzlichen Bauraum und die entsprechende Energieeinführung erfordert.
Einsatzgebiete
- CNC-Maschinen
- 3D-Drucker oder Handhabungssysteme
- Werkzeugmaschinen mit hoher Dynamikanforderung
- Aktuatoren mit integriertem Linearantrieb