Kugelschienenführungen -die bewegenden Elemente

Kugelschienenführungen gelten als mechanische Konstruktionselemente und dienen zur Verbindung zweier bewegter Bauteile einer Maschine. Kugelschienenführungen sind mechanische Konstruktionselemente...

Anbieter zum Thema

Franke GmbH

item Industrietechnik GmbH

CMS Automatisme

Kugelschienenführungen gelten als mechanische Konstruktionselemente und dienen zur Verbindung zweier bewegter Bauteile einer MaschineKugelschienenführungen sind mechanische Konstruktionselemente für Maschinen. Sie haben die Aufgabe, den zur Ausführung von Bewegungen bestimmten Bauteilen eine exakte und lineare Bewegungsbahn zu geben. An Werkzeugmaschinen sind dies beispielsweise Werkstück- oder Werkzeugschlitten, Spindelkasten, Pinolen und ähnliche Bauteile, mit denen Schnitt- oder Vorschubbewegungen ausgeführt werden. Außerdem haben die Kugelschienenführungen die Gewichte der geführten Bauteile sowie Werkzeuge und Werkstücke zu tragen und auftretende Prozesskräfte möglichst verformungsfrei aufzunehmen. Zu den wichtigsten Anforderungen gehören deshalb die hohe Arbeitsgenauigkeit und ein großes Leistungsvermögen über lange Zeit. Permanente Detailverbesserungen in unterschiedlichste Zielrichtungen haben bei Rexroth ein breites Spektrum an Star-Kugelschienenführungen mit speziellen Eigenschaften entstehen lassen. Die Vielzahl dieser Entwicklungen wurde bei den Führungswagen der zweiten Generation zusammengefasst (Bild 1).Die kontinuierlichen Detailverbesserungen an den Führungswagen bieten den Anwendern folgende Verbesserungen:- gesteigerte Leistungsdaten- bessere Umweltverträglichkeit- weniger Schmiermittelverbrauch- geringere Geräuschemmissionen- weitgehende WartungsfreiheitDabei hat sich die Konzeption der Führungswagen, mit der Kombination von Gehäuse und separaten hochpräzisen Laufbahnen, als besonders vorteilhaft erwiesen. Neben exakter Einstellbarkeit der verschiedenen Vorspannklassen oder Spielausführungen ermöglicht das Konzept ein intensives Oberflächen-Finishen der Laufbahnoberflächen.Allein die Optimierung der Laufbahnoberflächen auf Ra-Werte um 0,1 brachte eine um 30 % höhere dynamische Tragzahl im Vergleich zur Vorgängerversion. Dabei handelt es sich um die in Größe und Richtung unveränderliche radiale Belastung, die ein Linear-Wälzlager theoretisch für eine nominelle Lebensdauer von 105 m zurückgelegte Strecke aufnehmen kann. Eine Besonderheit der Kugelschienenführungen ist dabei, dass diese Tragzahl in allen vier Hauptlastrichtungen gleich groß ist.Die Lebensdauer gilt als entscheidende GrößeFür die richtige Dimensionierung von Kugelschienenführungen ist die Lebensdauer bei dynamischer Beanspruchung eine entscheidende Größe. Diese nominelle Lebensdauer ist laut DIN 636, Teil 2, eine bestimmte Gesamtlaufleistung linearer Hubbewegungen, die bei einer bestimmten äußeren Last F und einer vorhandenen dynamischen Tragzahl, 90 % der jeweiligen Elemente erreicht werden muss. Folglich ergibt sich aus der 30%igen Tragzahlerhöhung der Produkte für den Anwender eine 2,2fache Lebensdauer mit entsprechend höherer Betriebssicherheit (Bild 2).Zur Reduzierung des Schmiermittelverbrauchs und damit zur Verlängerung der Wartungsintervalle sind die Führungswagen der zweiten Generation mit einem großvolumigen Schmiermittelreservoir ausgestattet. Testergebnisse unter gleichen Einsatzbedingungen haben gezeigt, dass sich damit die Wartungsintervalle für die neue Generation der Star-Führungswagen um mehr als den Faktor 10 verlängern lassen. Oft reicht dies in der Praxis für einen Betrieb über mehrere Jahre ohne Nachschmierung, bis hin zur Wartungsfreiheit über die volle Lebensdauer der Maschine.Das integrierte Reservoir ist gleichzeitig ein Minimalmengen-Schmiersystem. Schmiermittel, hier Öle, werden in diesem Depot zurückgehalten. Die Abgabe erfolgt direkt durch Benetzen jeder einzelnen Kugel. Mit diesem Prinzip wird der Schmiermittelverbrauch erheblich reduziert.In engem Zusammenhang mit dem Verbrauch von Schmiermitteln steht auch die Auswahl der Dichtungen an den Führungswagen. Je straffer auf Grund ungünstiger Umgebungseinflüsse abgedichtet wird, umso stärker ist der Abrieb der an der Führungsschiene haftenden Schmiermittel. Optimal ist eine Lösung, die sowohl durch eine gute Dichtung den Umweltschmutz draußen, aber auch das Schmiermittel im Führungswagen hält. Die Mindermengenschmierung über das integrierte Depot hat also auch in dieser Beziehung eine deutlich positive Auswirkung. Die Führungswagen der zweiten Generation werden wahlweise mit und ohne Kugelkette angeboten. Im Wesentlichen gilt es, mit der Kugelkette eine homogene Lastverteilung auf die Wälzkörper bei sehr ruhigen Laufeigenschaften und niedrigem Geräusch zu erzielen. Vergleichsmessungen haben eine Reduzierung dieser Geräusche um bis zu 6 dB(A) ergeben. Kugelschienenführungen lassen sich austauschenDas sanfte Ablaufverhalten ergibt sich aus dem annähernd gleichen Abstand, mit dem die Kugeln in die Lastzone einlaufen. Besonders bei mittleren und größeren Vorspannungen werden so die Ein- und Auslaufschwankungen entsprechend reduziert. Außerdem dient die Kugelkette als Rückhalt für die Schmierstoffe. Die Besonderheit der Kugelschienenführungen ist unter anderem der uneingeschränkte Austauschbau. Das heißt, sämtliche Führungswagenvarianten, so auch neu entwickelte Führungswagen, lassen sich innerhalb einer Baugröße beliebig austauschen und paaren und passen auf die beim Anwender bereits vorhandenen Führungsschienen. Die zugesicherten Dynamikwerte der Kugelschienenführungen liegen bei vmax = 5 m/s und amax = 500 m/s2