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Lineartechnik Der Dreh mit den Kugeln

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Rexroth hat die Lebensdauer für Kugelschienen-Führungswagen verdoppelt. Der Trick: die Einlaufzone der Führungswagen wurde neugestaltet und erhöht die Anzahl der tragenden Kugeln.

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Verbesserte Ablaufgenauigkeit: Die neu gestaltete Einlaufzone vermindert Reibkraftschwankungen messbar.
Verbesserte Ablaufgenauigkeit: Die neu gestaltete Einlaufzone vermindert Reibkraftschwankungen messbar.
(Bild: Bosch Rexroth)

Die Lineartechnik scheint auf den ersten Blick seit Jahrzehnten ausgereift - Verbesserungen gibt es allenfalls in Details. Ein Vorurteil, das Bosch Rexroth mit der neuen Generation BSHP-Kugelschienenführungen widerlegt (Ball Rail System High Precision). Bei den 2014 in Serie gegangenen neuen Kugelschienen-Führungswagen haben die Entwickler mehrere patentierte Veränderungen vorgenommen und auch die Einlaufzone neu gestaltet. Im Ergebnis laufen die Kugeln harmonisch und ohne impulsartige Belastung in die Tragzone ein. Das wirkt sich positiv auf die Tragzahlen aus, weil im Vergleich zu vorher eine höhere Anzahl an tragenden Kugeln bereits beim Einlaufen in die Lastzone einen Belastungsanteil aufnimmt.

Die Tragzahlen sind das entscheidende Kriterium für die Auslegung von Profilschienenführungen. Bei BSHP-Kugelschienenführungen sind diese in alle vier Hauptbelastungsrichtungen gleich hoch. Im Vergleich zur Vorgängergeneration steigern die konstruktiven Verbesserungen die statischen Tragmomente um bis zu 50 %. Diese Werte sind wichtig für die Berechnung des Tragsicherheitsfaktors. Hier wird die statische Tragzahl zur nominal einwirkenden Belastung ins Verhältnis gesetzt. Anhand dieser obligatorischen Rechnung entscheidet sich, ob der statische Sicherheitsfaktor ausreicht.

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Höhere dynamische Tragzahlen ermöglichen Downsizing

Neben der statischen Tragzahl, die sich auf ruhende Elemente bezieht, müssen Konstrukteure vor allem die dynamischen Tragzahlen berücksichtigen. Sie geben die Tragfähigkeit in der Bewegung an und dienen zur Berechnung der Lebensdauer.

BSHP-Führungswagen erzielen durch ihre neue Konstruktion im Markt Spitzenwerte: Die dynamischen Tragzahlen erreichen bis zu 280 kN in der Baugröße 65. Damit haben sich bei der neuen Generation die dynamischen Tragzahlen in alle Baugrößen um bis zu 26 % gesteigert. Das ermöglicht es Maschinenherstellern bei neuen Konstruktionen häufig eine kleinere Baugröße einsetzen als bisher. Zudem lassen sich so die zu bewegenden Massen reduzieren, was dem allgemeinen Trend zum Downsizing von Maschinenelementen entspricht. Je weniger Gewicht bewegt werden muss, desto kleiner können die Antriebe ausgelegt werden. Damit können Maschinenhersteller die Energieeffizienz steigern und ihre Kosten senken.

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