Hydraulische Drehantriebe finden sich in der Mobilhydraulik nahezu in jedem Einsatzbereich. In Mähmaschinen sorgen sie dafür, dass auch schräge Arbeitsflächen bearbeitet werden können. (Bild: HKS Dreh-Antriebe)
HKS baut den Steilgewindeantrieb auf Wunsch auch in einer meerwasserbeständigen Variante. Bild: HKS Dreh-Antriebe
Hydraulische Drehantriebe wandeln eine Linearbewegung der Kolben in rotatorischer Bewegung der Abtriebswelle um und erzeugen auf engstem Raum durch hydraulischen Druck hohe Drehmomente. Überall, wo gedreht und geschwenkt werden muss, wo rotatorisch beschleunigt, abgebremst, positioniert und gehalten werden soll, arbeiten diese Komponenten. Trotz ihrer Kraft sind sie präzise und einfach zu steuern.
Ein Beispiel für diese Technik ist der Steilgewindeantrieb. Damit kann jeder Drehwinkel angefahren und gehalten werden. Die Drehbewegung geht umso weiter, je länger der Linearweg des Kolbens ist. Länge und Durchmesser des Kolbens sowie die äußeren Abmessungen solcher Antriebe lassen sich auf diese Weise flexibel gestalten und entsprechend der Einbauvorgaben anpassen.
Durch optionale Winkelverstellung, Dämpfung und die Möglichkeit, Sensortechnik anzubringen, lassen sich unterschiedliche Anforderungen an Drehbewegungen realisieren. Das Prinzip ist einfach, jedoch braucht es für funktionstüchtige und zuverlässige Antriebe hohe Präzision und entsprechendes Know-how in der Fertigung. So reduziert sich das mechanische Drehwinkelspiel bei den Antrieben des Herstellers HKS auf unter zehn Winkelminuten.
Drehantriebe mit diesem Prinzip bilden die Grundlage für viele Konstruktionsvarianten, die zum Beispiel in Hubarbeitsbühnen, Bergbaumaschinen, Baumaschinen und in der Fahrzeugtechnik eingesetzt werden. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Komponente anzubinden und zu montieren, bis hin zur Direktverbolzung am Ausleger sowie Fuß- und Flanschbefestigung. Auch der Einsatz von Lasthalteventilen ist möglich.
Vorteile gegenüber Zylinderlösungen
Mit dem Begriff Hydraulikantrieb verknüpfen viele Ingenieure immer noch Assoziationen wie Zylinder oder Kolbenstange, da diese linearen Antriebe deutlich sichtbare Elemente bei vielen Anwendungen der Hydraulik sind. Dabei bieten zylinderfreie hydraulische Drehantriebe vor allem bei mobilen Anwendungen häufig eine Vielzahl von Vorteilen.
Im Vergleich zu Zylinderlösungen lassen sich mit hydraulischen Drehantrieben, da sie direkt mit der Antriebsachse verbunden sind, problemlos Drehwinkel über 180 Grad realisieren. Zudem sind Drehantriebe als in sich geschlossenes Systeme vor schädlichen Außeneinwirkungen wie Steinschlag, Regen und Spritzwasser geschützt.
Im Schiffsbau setzen Anwender Drehantriebe bei Gangways, Kranen sowie zum Ausklappen von Plattformen ein. Bild: HKS Dreh-Antriebe
Steilgewindeantriebe sind vor allem dann interessant, wenn große Massen geschwenkt werden oder Drehbewegungen mit einem hohen Drehmoment erforderlich sind. Sie ermöglichen beispielsweise bei Hebebühnen die genaue Positionierung des Korbes, während sie in Mähmaschinen dafür sorgen, dass auch schräge Arbeitsflächen bearbeitet werden können. Im Schiffbau werden sie bei Gangways, Kranen oder zum Ausklappen von Plattformen eingesetzt, um nur einige Einsatzbereiche aus den unterschiedlichen Branchen zu nennen.
Die HKS-Drehantriebe sind wartungsfrei – hingegen ist bei einer Schwenktechnik mit Zylindern Wartungsbedarf absehbar: Schäden an Zylindern, Verschleiß an den Schwenkköpfen und Buchsen, festsitzende Bolzen aufgrund mangelnder Schmierung und schließlich Stillstandzeiten durch beschädigte Hydraulikschläuche strapazieren die Nerven der Maschinenführer und verursachen Kosten. Außerdem werden beim Drehantrieb anders als bei Linearantrieben bei Drehwinkeln über 90 Grad keine komplizierteren Kurbelgestänge für Drehbewegungen benötigt.
Produktentwicklung von HKS
Der Steilgewindeantrieb ist im Bereich Antriebstechnik das Kernprodukt des Unternehmens HKS Dreh-Antriebe. Der Hersteller hat bei diesen Komponenten alle Gleitflächen oberflächengehärtet, womit sie vor Rost geschützt sind, was einen möglichen Verschleiß verringert und den Wirkungsgrad erhöht. Drehkolben können auf ihre Endanschläge gefahren und belastet werden und benötigen keine externen Anschläge.
Es kann ein Drehwinkel- oder Endlagenabfragesensor eingebaut werden, um ein präzises Positionieren der Drehwinkel zu ermöglichen. Zur Aufnahme hoher Radial- und Axialkräfte und zur Verlängerung der Lebensdauer hat das Unternehmen die Lagerung weiterentwickelt. Der Hersteller bietet beim aktuellen Steilgewindeantrieb sämtliche Zwischendrehwinkel an, um die anwenderspezifische Anpassung und Integration in das System zu vereinfachen.
Die Winkelverstellung ist serienmäßig eingerichtet und fährt die Endlagen im Bereich von plus/minus vier Grad an. Unter anderem bietet der Antrieb serienmäßig eine Endlagendämpfung, damit Massenträgheitsmomenten sanft abgebremst werden. Gemeinsam mit neuer Dichtungstechnik verlängert sich hierdurch die Lebensdauer des gesamten Systems. Ein optionales Doppeldichtungssystems erhöht die Sicherheit in der Anlage.
Als Sonderausstattung ist eine Antriebswelle mit KW-Profil nach DIN ISO 14 oder mit zweitem Antriebszapfen oder beidseitigem Befestigungsflansch erhältlich. Außerdem bietet der Hersteller eine Drehwinkelverstellung über den gesamten Schwenkbereich an, eine Endschaltereinrichtung oder auch eine Drehwinkelabfrage kann integriert werden.
Direkter Ventilanschluss mit dreifach-Positionierung oder Proportionalsteuerung, das gesamte lieferbare Spektrum von Zwischendrehwinkeln, ein Drehbereich über 360° und eine See- und Meerwasserbeständigkeit sind umsetzbar, ebenso wie Vorsatzlager für hohe Radialkräfte, Drehrichtungsänderung, pneumatische Ausführung oder Aluminiumanfertigung für den Leichtbau. Der Hersteller erstellt auf Wunsch auch Sonderkonstruktionen. do
Autorin: Caroline Andratschke, HKS Dreh-Antriebe
Technik im Detail
Bei Hebebühnen ermöglichen die Antriebe die genaue Positionierung des Korbes. Bild: HKS Dreh-Antriebe
Der Steilgewindeantrieb von HKS
- Betriebsdruck bis 250 bar
- Drehmoment bis 250.000 Newtonmeter
- Standard-Drehwinkel 90°, 180°, 270° und 360° und stufenlose Verstellung der Wellenlage
- Antriebswelle mit KW-Profil nach DIN ISO 14 oder mit zweitem Antriebszapfen oder beidseitigem Befestigungsflansch (Sonderausstattung).
