In jedem Bewegungssystem ist es wichtig, die Art und Richtung der aufgebrachten und resultierenden Lasten zu verstehen, um die Lagerlebensdauer zu bestimmen und die Durchbiegung zu analysieren. In linearen Bewegungssystemen verwenden wir normalerweise kartesische Koordinaten (X, Y und Z), um die Platzierung und Richtung von Lasten zu definieren. Bei rotierenden Komponenten wie Schnecken, Zahnstangenantrieben oder Riemen- und Riemenscheibensystemen werden Belastungen jedoch typischerweise als axial oder radial beschrieben – Begriffe, die aus der Rotationslagertechnik übernommen wurden. Diese Begriffe werden manchmal auch zur Beschreibung von Belastungen auf Linearführungen verwendet, wobei der Bezug zur Belastungsrichtung je nach Hersteller und Führungstyp unterschiedlich sein kann.

Hier betrachten wir, wie sich radiale und axiale Belastungen auf lineare Bewegungssysteme auswirken, und erläutern die Begriffe, die üblicherweise zur Beschreibung von Belastungen auf Linearführungen verwendet werden.

Axiallasten: Parallel zur Fahrtrichtung

Die Terminologie der Drehlager definiert Axiallasten als solche, die parallel zur Drehachse (der X-Achse) auftreten, und rotierende Linearantriebe – wie Schrauben, Riemen- und Riemenscheibensysteme oder Zahnstangenantriebe – verwenden diese Terminologie ebenfalls. Axiallasten sind die Lasten, die das System überwinden muss, um eine Bewegung zu erzeugen. Sie werden im Allgemeinen auch als Schublasten bezeichnet. Bei Kugel- und Gewindetrieben können axiale Belastungen auch zu einer Durchbiegung oder Knickung der Spindelwelle führen.

Beachten Sie, dass Linearführungen keine axialen Lasten tragen, da ihr einziger Freiheitsgrad (Bewegungsgrad) entlang der X-Achse liegt.

Radiale Belastungen: Senkrecht zur Fahrtrichtung

Wie bei Rotationslagern definiert die Terminologie von Linearantrieben Radiallasten als solche, die senkrecht zur Bewegungsachse in Y- oder Z-Richtung auftreten. (Beachten Sie, dass Lasten, die in einem Winkel zwischen den drei orthogonalen Achsen auftreten, in Komponenten aufgelöst werden können, die ausschließlich in X, Y oder Z auftreten.)

Da lineare Antriebsmechanismen nur für axiale Belastungen und nicht für radiale Belastungen ausgelegt sind, werden sie typischerweise in Verbindung mit Linearführungen verwendet, die radiale Belastungen in Y-Richtung (horizontal) oder Z-Richtung (vertikal) aufnehmen.

Bei Linearführungen variiert die Terminologie zur Beschreibung von Lasten, die senkrecht zur Bewegungsachse wirken, abhängig von der Art der Führung und davon, ob die Last in Y- oder Z-Richtung wirkt. Da beispielsweise Rundwellen-Linearführungen rotieren können, wird üblicherweise der Begriff „Radiallast“ verwendet.

Bei nicht rotierenden Linearführungen – etwa Profilschienenführungen, Kreuzrollenführungen oder Schwalbenschwanzführungen – werden radiale Belastungen, die entlang der Z-Achse auftreten, oft als „Normalbelastungen“ und „Zugbelastungen“ (für solche in positiver Z-Richtung) beschrieben ) oder „Druckbelastungen“ (für solche in negativer Z-Richtung)

Belastungen, die entlang der Y-Achse (horizontal, senkrecht zur Bewegungsrichtung) auftreten, werden oft als „Seitenlasten“, „Seitenlasten“ oder „Querlasten“ bezeichnet. Es ist wichtig zu beachten, dass Linearführungen zwar für die Bewältigung von Lasten sowohl in Y- als auch in Z-Richtung ausgelegt sind, die Art der Lagerung und die Anordnung der Laufbahnen jedoch zu unterschiedlichen Tragfähigkeiten in verschiedenen Richtungen führen können.

Die Benennungskonvention für Lasten an Teleskopführungen, die häufig seitlich montiert sind, unterscheidet sich von denen anderer Linearführungen. Bei Teleskopführungen wirken radiale Belastungen, die in vertikaler Richtung auftreten, zur Seite der Führung. Und axiale Belastungen, die in horizontaler Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung auftreten, wirken zur Oberseite der Führung hin (oder von dieser weg).