Wie berechne ich die erforderliche Traglast und den Sicherheitsfaktor?

Die Grundlage jeder sicheren und zuverlässigen Antriebsauslegung.

Die korrekte Bestimmung der Traglast und die Anwendung angemessener Sicherheitsfaktoren sind die ersten und wichtigsten Schritte bei der Auswahl eines Spindelhubgetriebes. Eine Unterschätzung der Last oder das Vernachlässigen von Sicherheitsreserven kann zu Überlastung, vorzeitigem Verschleiß und im schlimmsten Fall zu einem Ausfall des Systems führen.

Schritt 1: Ermittlung der maximalen Betriebslast

Identifizieren und quantifizieren Sie alle Kräfte, die auf das Getriebe wirken. Unterscheiden Sie:

• Statische Last: Kraft im Stillstand (Haltekraft).
• Dynamische Last: Kraft zum Bewegen der Last – inkl. Reibung, Beschleunigungen und ggf. Prozesskräften.

Hinweise: In vielen Anwendungen ist die dynamische Last höher als die statische. Bei mehreren Getrieben an einer Last ist die Lastverteilung zu prüfen; im Zweifel die höchstbelastete Achse auslegen.

Schritt 2: Anwendung der Sicherheitsfaktoren

Sicherheitsfaktoren schaffen Reserven für Streuungen, Einflüsse aus der Umgebung und kurzfristige Lastspitzen. Empfehlung (Mindestwerte):

• Statische Last: +30 % Sicherheitsreserve
• Dynamische Last: +10 % Sicherheitsreserve

Das gewählte Spindelhubgetriebe muss statische und dynamische Tragfähigkeiten aufweisen, die mindestens den so berechneten Auslegungslasten entsprechen.

Beispiel

• Halten: 7,0 kN
• Bewegen (inkl. Reibung): 7,5 kN
• Auslegung statisch: 7,0 kN × 1,30 = 9,1 kN
• Auslegung dynamisch: 7,5 kN × 1,10 = 8,25 kN
• Auswahl: Wählen Sie ein Spindelhubgetriebe mit zulässiger statischer Traglast ≥ 9,1 kN und zulässiger dynamischer Traglast ≥ 8,25 kN. Ein Getriebe mit 10 kN Nennlast ist in diesem Beispiel geeignet.

Schritt 3: Berücksichtigung der Knickkraft

Bei langen Spindeln unter Drucklast ist häufig die Knickkraft der limitierende Faktor – nicht die Getriebe-Nennlast. Daher immer eine separate Knicklastprüfung für die Spindel durchführen. Empfehlung: Sicherheitsfaktor gegen Knicken 3–6, abhängig von Einspannbedingungen und Anwendung.

Kurzfazit

1. Statische und dynamische Last vollständig erfassen.
2. Sicherheitsreserven aufschlagen (+30 % statisch, +10 % dynamisch).
3. Getriebe nach Auslegungslasten auswählen.
4. Knicknachweis der Spindel separat führen.

So stellen Sie eine robuste, sichere und langlebige Auslegung sicher — ohne unnötige Komplexität.