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Linearführungen Auswahlkriterien für den Einsatz von Profil- oder Rundschienen

| Autor / Redakteur: Coskun Mutlu* / Jan Vollmuth

Die Frage, ob in einer Anwendung Profil- oder Rundschienen die bessere Lösung darstellen, kann einem Konstrukteur durchaus einiges Kopfzerbrechen bereiten. Um diese Frage beantworten zu können, braucht es einen genauen Blick auf die jeweilige Applikation.

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Im Bereich der Diagnostik und Therapie liefert Thomson Komponenten, die einen gleichmäßigen, leisen und zuverlässigen Betrieb für den Patientenkomfort, sowie genaue Positionierung und hohe Lasttragfähigkeit bieten.
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(Bild: Thomson Industries)

Linearführungen mit Rundschienen sind besonders leicht zu installieren, denn sie haben oben auf dem Lager eine schwimmende Laufbahnplatte, die eine Selbstausrichtung der Kugelbuchse im Bereich von ±0,5 ° erlaubt. Werden z.B. zwei Schienen parallel in 300 mm Abstand installiert, so ist eine Höhendifferenz von 1 mm bis 2 mm zulässig. Dadurch wird die Installation einfacher und kostengünstiger, da die Montagefläche weniger hohen Ansprüchen genügen muss.

Individuelle Anpassung des Gehäuses möglich

Die Flexibilität der Rundschienentechnologie ermöglicht außerdem eine kundenspezifische Anpassung des Gehäuses hinsichtlich der zu verwendenden Werkstoffe, dem Sitz der Montagelöcher sowie der jeweiligen Größe und Form. Darüber hinaus ist es möglich, die Schiene nur an deren Enden abzustützen, da aufgrund der geringen Kontaktfläche der rollenden Elemente auf der Welle nur sehr wenig Widerstand auftritt. Der unkomplizierte Aufbau und die Flexibilität der Rundschiene führen häufig dazu, dass sie mit geringerem Aufwand installiert und zu geringeren Kosten eingesetzt werden kann, als die rechteckige Ausführung.

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Die Profilschiene muss auf der gesamten Länge abgestützt werden, bietet dafür jedoch eine sehr belastbare, wiederholgenaue und präzise Führung. Bei einer Linearführung ist die Genauigkeit als die Schwankung der Höhe während der Bewegung definiert. Wo äußerste Präzision gefordert wird, erreicht eine 3 m lange Profilschiene der höchsten Genauigkeitsklasse eine Genauigkeit bis ±0,003 mm im Vergleich zu ±0,025 mm bei einer Rundschiene.

Vorspannung erschwert Installation

Die Lager auf der Profilschiene können mehr oder weniger stark vorgespannt werden, um ein geringeres Durchbiegen und eine größere Wiederholgenauigkeit zu erreichen, wobei dies jedoch die Installation erschwert und die Leichtgängigkeit des Systems vermindert. Wichtig: Die Genauigkeit kann nur so gut sein wie die Montagefläche.

Bei der Auswahl einer Lösung für eine Linearführung müssen verschiedene Parameter und Fragen berücksichtigt werden. Etwa die Ausrichtung des Systems – vertikal, horizontal, an einer Wand, usw. – und die Länge der Bewegung. Kann das System nur an den Enden abgestützt werden, muss eine Rundschiene verwendet werden. Lässt es sich auf ganzer Länge abstützen, hängt die Entscheidung für eine Profil- oder Rundschiene von der benötigten Präzision, der Wiederholgenauigkeit und der jeweiligen Last ab.

Profilschienen sind häufig erste Wahl bei einer hohen Last (typisch im Bereich von 20 kN bei einer 25-mm-Schiene), die eine hohe Steifigkeit erforderlich macht (im Bereich von 1 µm/kN bis 4 µm/kN bei einer Vorspannung von 13 %). Profilschienen kommen typisch bei Werkzeugmaschinen zum Einsatz, wo diese Faktoren besonders kritisch sind. Diese Lösungen werden aber auch zunehmend in der Automatisierung, der Luft- und Raumfahrt, bei Verpackungsmaschinen und in medizinischen Geräten eingesetzt. Obwohl Profilschienen von Natur aus die teurere Wahl sind, haben neue Herstellungsverfahren und die Massenproduktion dazu geführt, dass die Kosten für diese Lösungen gesunken sind. Profilschienen empfehlen sich außerdem oft als kostengünstige Alternative zu mehreren Rundschienen für insgesamt höhere Lasten.

Führungen mit Rundschienen bieten im Vergleich eine höhere Flexibilität und reagieren weniger empfindlich auf kleine Ungenauigkeiten bei der Installation. Da das Gehäuse häufig speziell auf die jeweiligen Anforderungen der Anwendung abgestimmt wird, ist diese Technologie eine gute Wahl bei Anwendungen in anspruchsvollen Einsatzgebieten wie der Verarbeitung von Lebensmitteln und Getränken, bei denen eine hygienische Lösung gefordert wird.

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