In jedem Bewegungssystem ist die Kenntnis von Art und Richtung der einwirkenden und resultierenden Lasten wichtig, um die Lagerlebensdauer zu bestimmen und die Durchbiegung zu analysieren. In linearen Bewegungssystemen verwenden wir üblicherweise kartesische Koordinaten (X, Y und Z), um die Platzierung und Richtung der Lasten zu definieren. Bei rotierenden Komponenten wie Spindeln, Zahnstangenantrieben oder Riemen- und Riemenscheibensystemen werden Lasten jedoch üblicherweise als axial oder radial beschrieben – Begriffe, die aus der Rotationslagertechnik übernommen wurden. Diese Begriffe werden manchmal auch zur Beschreibung von Lasten an Linearführungen verwendet, wobei ihr Bezug zur Lastrichtung je nach Hersteller und Führungstyp variieren kann.

Hier sehen wir uns an, wie sich radiale und axiale Belastungen auf lineare Bewegungssysteme auswirken, und erklären die Begriffe, die üblicherweise zur Beschreibung der Belastungen auf Linearführungen verwendet werden.

Axiale Belastungen: Parallel zur Fahrtrichtung

In der Terminologie von Drehlagern werden Axiallasten als parallel zur Rotationsachse (X-Achse) auftretende Kräfte definiert. Auch rotierende Linearantriebe wie Spindeln, Riemenscheibensysteme oder Zahnstangenantriebe verwenden diese Terminologie. Axiallasten sind die Lasten, die das System überwinden muss, um Bewegung zu erzeugen. Sie werden auch als Axiallasten bezeichnet. Bei Kugel- und Gewindetrieben können Axiallasten zudem zu einer Durchbiegung oder Knickung der Spindelwelle führen.

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

Radiale Belastungen: Senkrecht zur Fahrtrichtung

Wie bei Drehlagern werden in der Terminologie von Linearantrieben radiale Belastungen als Belastungen definiert, die senkrecht zur Bewegungsachse in Y- oder Z-Richtung auftreten. (Beachten Sie, dass Belastungen, die in einem Winkel zwischen den drei orthogonalen Achsen auftreten, in Komponenten zerlegt werden können, die ausschließlich in X-, Y- oder Z-Richtung auftreten.)

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

Bei Linearführungen variiert die Terminologie zur Beschreibung senkrecht zur Bewegungsachse wirkender Lasten. Dies hängt vom Führungstyp und davon ab, ob die Last in Y- oder Z-Richtung wirkt. Da sich Linearführungen mit Rundwellen drehen können, wird üblicherweise der Begriff „Radiallast“ verwendet.

Bei nicht rotierenden Linearführungen – wie Profilschienenführungen, Kreuzrollenführungen oder Schwalbenschwanzführungen – werden radiale Belastungen, die entlang der Z-Achse auftreten, oft als „Normallasten“, „Zuglasten“ (für solche in positiver Z-Richtung) oder „Drucklasten“ (für solche in negativer Z-Richtung) bezeichnet.

Belastungen entlang der Y-Achse (horizontal, senkrecht zur Bewegungsrichtung) werden oft als „Seitenbelastungen“, „Querbelastungen“ oder „Querbelastungen“ bezeichnet. Wichtig zu beachten: Obwohl Linearführungen für Belastungen in Y- und Z-Richtung ausgelegt sind, kann die Art der Lagerung und die Anordnung der Laufbahnen zu unterschiedlichen Tragfähigkeiten in verschiedenen Richtungen führen.

Die Benennung von Lasten auf Teleskopführungen, die oft seitlich montiert sind, unterscheidet sich von der anderer Linearführungen. Bei Teleskopführungen wirken radiale Lasten, die in vertikaler Richtung auftreten, seitlich auf die Führung. Axiale Lasten, die horizontal, senkrecht zur Bewegungsrichtung, auftreten, wirken zur Oberseite der Führung hin (oder von ihr weg).