Kugelgewindetrieb vs. Trapezgewindetrieb: Was ist die richtige Wahl für meine Anwendung?

Eine grundlegende Engineering-Entscheidung, die über Leistung, Sicherheit und Kosten Ihres Antriebs entscheidet. Die Wahl zwischen Kugelgewindetrieb (KGT) und Trapezgewindetrieb (TR) zählt zu den zentralen Entscheidungen bei der Auslegung von Linearachsen, Spindelhubgetrieben und Aktuatoren. Es geht nicht um „besser“ im Absoluten, sondern um die optimale Passung zur Aufgabe – z. B. hinsichtlich Geschwindigkeit, Präzision, Last-Haltefähigkeit und Budget. KGT stehen für höchste Performance und Effizienz (Rollreibung), TR für robuste Einfachheit und Selbsthemmung (Gleitreibung). Physikalischer Unterschied und seine Folgen TR (Gleitreibung): Spindel und Mutter gleiten aufeinander – einfach, robust, kostengünstig, mit Selbsthemmung bei kleinen Steigungswinkeln. KGT (Rollreibung): Kugeln rollen in Laufbahnen zwischen Spindel und Mutter – sehr hoher Wirkungsgrad, hohe Dynamik und geringe Wärmeentwicklung, keine Selbsthemmung → Bremse zum sicheren Halten erforderlich. Entscheidungsmatrix: Kugelgewindetrieb (KGT) vs. Trapezgewindetrieb (TR) Kriterium Kugelgewindetrieb (KGT) Trapezgewindetrieb (TR) Funktionsprinzip Rollreibung (Kugeln rollen in Laufbahnen) Gleitreibung (Flanken gleiten direkt) Wirkungsgrad Sehr hoch, energieeffizient Niedriger, mehr Verlustwärme Max. Geschwindigkeit Sehr hoch, dynamische Verfahrbewegungen Begrenzt durch Wärmeentwicklung Einschaltdauer (ED) Deutlich höher – je nach Auslegung bis zu 4× im Vergleich zu TR Begrenzt, bei ZIMM-TR typ. bis max. 20 % Präzision / Spiel Spielfrei durch Vorspannung möglich, hohe Steifigkeit Standardmäßig Spiel, spielarme Ausführungen möglich Selbsthemmung Nein → Bremse zum Last-halten nötig Ja (bei kleinen Steigungswinkeln, statisch/dynamisch) Lebensdauer (dynamisch) Sehr hoch, gut berechenbar Geringer, stärker verschleißabhängig Anlaufmoment Niedrig (geringe Reibung) Höher (Losbrechmoment) Robustheit gg. Umgebung Empfindlicher gegenüber Verschmutzung → Dichtung/Schmierung beachten Sehr robust und unempfindlich Kosten Höher (Bauteile & Vorspannung) Geringer Typische Anwendungen CNC-Achsen, Automation, dynamische Positionierung, hohe ED Manuelle/seltene Verstellungen, Formatwechsel, statische Halteaufgaben, raue Umgebungen Praxis: Einordnung im ZIMM Systembaukasten KGT in ZIMM Hubgetrieben/Anwendungen: Für hohe Dynamik, Präzision und ED (z. B. ZE/ZE-H mit KGT-Optionen). TR in ZIMM Hubgetrieben/Aktuatoren: Wenn Selbsthemmung, Kosten-Effizienz und Robustheit im Vordergrund stehen (typ. bis 20 % ED). Fazit: So wählen Sie richtig KGT wählen , wenn hohe Geschwindigkeiten, kontinuierlicher Betrieb (hohe ED), höchste Positioniergenauigkeit und maximale Energieeffizienz gefordert sind. (Bremse zum Halten einplanen.) TR wählen , wenn Selbsthemmung ein Sicherheitsmerkmal ist, Bewegungen selten/langsam erfolgen und Budget sowie Robustheit im Fokus stehen (z. B. Formatverstellungen, manuelle Verstellungen).

Kugel- vs. Trapezgewindetrieb: die richtige Wahl finden

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Autor:

Florian Wenger | Teamleiter Marketing & Online

Letzte Aktualisierung:

27.11.2025

Eine grundlegende Engineering-Entscheidung, die über Leistung, Sicherheit und Kosten Ihres Antriebs entscheidet.

Die Wahl zwischen Kugelgewindetrieb (KGT) und Trapezgewindetrieb (TR) zählt zu den zentralen Entscheidungen bei der Auslegung von Linearachsen, Spindelhubgetrieben und Aktuatoren. Es geht nicht um „besser“ im Absoluten, sondern um die optimale Passung zur Aufgabe – z. B. hinsichtlich Geschwindigkeit, Präzision, Last-Haltefähigkeit und Budget. KGT stehen für höchste Performance und Effizienz (Rollreibung), TR für robuste Einfachheit und Selbsthemmung (Gleitreibung).

Physikalischer Unterschied und seine Folgen

TR (Gleitreibung): Spindel und Mutter gleiten aufeinander – einfach, robust, kostengünstig, mit Selbsthemmung bei kleinen Steigungswinkeln.
KGT (Rollreibung): Kugeln rollen in Laufbahnen zwischen Spindel und Mutter – sehr hoher Wirkungsgrad, hohe Dynamik und geringe Wärmeentwicklung, keine Selbsthemmung → Bremse zum sicheren Halten erforderlich.

Entscheidungsmatrix: Kugelgewindetrieb (KGT) vs. Trapezgewindetrieb (TR)

Kriterium	Kugelgewindetrieb (KGT)	Trapezgewindetrieb (TR)
Funktionsprinzip	Rollreibung (Kugeln rollen in Laufbahnen)	Gleitreibung (Flanken gleiten direkt)
Wirkungsgrad	Sehr hoch, energieeffizient	Niedriger, mehr Verlustwärme
Max. Geschwindigkeit	Sehr hoch, dynamische Verfahrbewegungen	Begrenzt durch Wärmeentwicklung
Einschaltdauer (ED)	Deutlich höher – je nach Auslegung bis zu 4× im Vergleich zu TR	Begrenzt, bei ZIMM-TR typ. bis max. 20 %
Präzision / Spiel	Spielfrei durch Vorspannung möglich, hohe Steifigkeit	Standardmäßig Spiel, spielarme Ausführungen möglich
Selbsthemmung	Nein → Bremse zum Last-halten nötig	Ja (bei kleinen Steigungswinkeln, statisch/dynamisch)
Lebensdauer (dynamisch)	Sehr hoch, gut berechenbar	Geringer, stärker verschleißabhängig
Anlaufmoment	Niedrig (geringe Reibung)	Höher (Losbrechmoment)
Robustheit gg. Umgebung	Empfindlicher gegenüber Verschmutzung → Dichtung/Schmierung beachten	Sehr robust und unempfindlich
Kosten	Höher (Bauteile & Vorspannung)	Geringer
Typische Anwendungen	CNC-Achsen, Automation, dynamische Positionierung, hohe ED	Manuelle/seltene Verstellungen, Formatwechsel, statische Halteaufgaben, raue Umgebungen
Praxis: Einordnung im ZIMM Systembaukasten	KGT in ZIMM Hubgetrieben/Anwendungen: Für hohe Dynamik, Präzision und ED (z. B. ZE/ZE-H mit KGT-Optionen).	TR in ZIMM Hubgetrieben/Aktuatoren: Wenn Selbsthemmung, Kosten-Effizienz und Robustheit im Vordergrund stehen (typ. bis 20 % ED).

Fazit: So wählen Sie richtig

KGT wählen, wenn hohe Geschwindigkeiten, kontinuierlicher Betrieb (hohe ED), höchste Positioniergenauigkeit und maximale Energieeffizienz gefordert sind. (Bremse zum Halten einplanen.)
TR wählen, wenn Selbsthemmung ein Sicherheitsmerkmal ist, Bewegungen selten/langsam erfolgen und Budget sowie Robustheit im Fokus stehen (z. B. Formatverstellungen, manuelle Verstellungen).

Florian Wenger | Teamleiter Marketing & Online

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