Schwenkhebelprinzip verbessert Spannbackenführungen bei Greifern

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SCHUNK GmbH & Co. KG Spann- und Greiftechnik

Slip-Stick-Effekt macht gleitende Führungen für präziseste Positionierungen ungeeignet

Gleitende Führungen haben eine größere Berührungsfläche als Wälzlagerführungen und damit kleinere spezifische Flächenpressungen. Sie wirken bei Schwingungen dämpfend. Ihre Reibungskräfte sind höher, weil der Reibungskoeffizient für Gleitreibung etwa um den Faktor drei bis zehn größer als bei der Rollreibung ist. Gleitführungen können gehärtete oder nicht gehärtete Oberflächen haben.

Zusätzlich zu den höheren Reibungskräften ist der hohe Stick-slip-Effekt dieser Führungselemente ein weiterer Nachteil. Meist macht er Minimalbewegungen im Mikrometerbereich unmöglich. Aufgrund des Stick-slip-Effekts starten die Bewegungen ruckartig. Üblicherweise sind daher Gleitführungen für sehr feine Zustellungen im Tausendstel-Millimeterbereich nicht geeignet. Der Stick-slip-Effekt kann zudem Schwingungen anregen.

Vielzahnprinzip verringert spezifische Flächenpressung

Eine besondere Art der Gleitführung ist das Vielzahnprofil, das die Schunk GmbH & Co. KG, Lauffen am Neckar, patentieren ließ. Es setzt die spezifische Flächenpressung durch Verteilung auf mehrere Belastungsflächen herab (Bild 4). Die Neigung zum Klemmen kurzer Führungen wird aufgrund der schlanker wirkenden Führung geringfügig verbessert.

Wälzlagerführungen – auch rollende Führungen genannt – können mit Kugeln oder Rollen ausgeführt werden. Bei Kugeln besteht Punktberührung zu den Führungsschienen, bei Rollen herrscht Linienberührung.

Bei Schwingungen neigen Wälzlagerführungen zu Verschleiß, weil sie nur eine geringe Dämpfung haben. Die kleine Berührungsfläche zwischen den einzelnen Bauteilen führt zu einer hohen spezifischen Flächenpressung (hertzsche Pressung). Gehärtete Oberflächen sind daher erforderlich.

Härtung macht Wälzlagerführungen deutlich teurer als Gleitführungen

Dies gilt besonders für die kugelgeführten Systeme. Aufgrund der Härtung sind Wälzlagerführungen erheblich teurer als Gleitführungen. Dem steht der Leichtlaufvorteil auch bei kürzeren Führungslängen gegenüber. Außerdem ist die Gefahr des Klemmens minimiert. Die Lastangriffe an Rollenführungen können größere Abstände des Lastangriffspunktes möglich machen. Sinngemäß gilt für rollen- und kugelgeführte Systeme die gleiche Statik.

Bei Rollen- und Kugelführungen wird noch zwischen käfiggeführten und umlaufgeführten Systemen unterschieden. Bei käfiggeführten Systemen macht der Rollenkäfig eine Bewegung, die der halben Hubbewegung der Führung entspricht. Aufgrund dieser Hubbewegung verkürzt sich die wirksame Führungslänge erheblich. Bei umlaufgeführten Führungen werden die Rollkörper auf einer rückführenden Bahn wieder an den Anfang (Ausgangspunkt) zurückgeleitet. Diese Führungselemente bauen breiter und sind teurer, sie nutzen aber die volle Führungslänge.

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