Profilschienenführungen Teil 1: Grundlagen zum Konstruieren

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Je nach Anwendung große Auswahl an Dichtungen

Dichtungen können je nach Ausführung einen großen Anteil an der Gesamtreibung haben. Sie sind aber unverzichtbar um das Eindringen von Schmutz oder Spänen in das System zu verhindern. Je nach Anwendung gibt es verschiedene Arten. Standardmäßig sind Frontdichtungen in Bewegungsrichtung angebracht. Da bei Linearlagern ein Schmierfilm vorliegt, ist der Verschleiß der Dichtungen gering. Längs der Führungswagen können auch Längsdichtungen vorgesehen werden. Sie wirken genau wie Wälzlagerdichtungen, bei denen die Dichtungsinnenseite und die verschmutzte Außenseite voneinander getrennt sind. In Umgebungen mit starker Späne- oder Staubentwicklung können die Profilschienenführungen mit weiteren Zusatzdichtungen versehen werden, die zusätzlich die Stirnseiten der Führungswagen abdichten. Je höher die Dichtwirkung, desto höher ist allerdings auch der Verschiebewiderstand. Deshalb versucht Rexroth in seinen Produkten durch Geometrieoptimierung und mit speziellen Polymerwerkstoffen eine optimale Dichtwirkung bei geringstmöglichen Widerstand zu erreichen.

Richtig geschmiert – Schmierung trennt Wälzkörper von Linearführung

Ein weiteres wichtiges Merkmal bei Linearlagern ist die Schmierung. Um Reibung und Verschleiß zu minimieren sowie zur Vermeidung von Korrosion, trennt sie Wälzkörper und Laufbahn voneinander. So können die Dichtelemente ruckfrei gleiten und die Dichtungen selbst werden geschont. Zudem entscheidet auch der eingesetzte Schmierstoff neben den Betriebsbedingungen über die Lebensdauer von Linearlagern.

Bei Stillstand der Führung liegt Festkörperreibung (Grenzschmierung) zwischen Wälzkörper und Laufbahn vor. Erst eine zunehmende Geschwindigkeit sorgt dafür, dass die beiden Festkörper nach und nach durch den Schmierfilm voneinander getrennt werden. Bei geringer Verfahrgeschwindigkeit bildet sich ein dünner Schmierfilm, doch zum Teil besteht noch Kontakt zwischen den Wälzpartnern (Teilschmierung bei Mischreibung). Ab einer bestimmten Geschwindigkeit, nachdem sich der Schmierfilm vollständig entwickelt hat, entsteht Vollschmierung bei niedriger Reibung. Je höher die Viskosität des Schmierstoffes desto geringer ist die für den tragenden Schmierfilm erforderliche Geschwindigkeit. Weitere Hinweise zur Schmierung, wie Produktempfehlungen oder Schmierintervalle, können dem „Handbuch Lineartechnik“ entnommen werden.

Mit Wälzkörpern dynamische Anwendungen realisieren

Mit Hilfe von Wälzkörpern lassen sich über Profilschienenführungen linear Lasten be-wegen und Prozesskräfte abstützen. Profilschienenführungen bestehen aus einer profilierten Führungsschiene und einem Führungswagen (Bild 5), der sich wiederum aus mehreren Einzelteilen zusammensetzt. Der Führungswagen besitzt einen Wälzkörperumlauf, der aus Vorlauf und Rücklauf besteht. Im Vorlauf übertragen die Wälzkörper die aufliegende Last auf die Schiene oder umgekehrt, während im Rücklauf die dann unbelasteten Wälzkörper wieder zurückgeführt werden.

Neben der geringen Rollreibung zeichnen sich Profilschienenführungen durch besonders hohe Genauigkeit aus. Jeder Hersteller teilt sie in verschiedene Genauigkeitsklassen ein, denen unterschiedliche Toleranzen zugeordnet sind, denn die geometrische Genauigkeit ist ein entscheidendes Fertigungs- und Auswahlkriterium in der Lineartechnik.

Der zweite Teil der Serie im November-Heft wird die Vorgehensweise bei der Auswahl der geeigneten Profilschienenführung für die jeweilige Anwendung beschreiben.

* Stefanie Michel ist Redakteurin der konstruktionspraxis

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