Wer eine Maschine oder ein Gerät baut, das lineare Bewegungen erfordert, steht schnell vor der Frage, welche Linearführungen am besten geeignet sind. Angesichts der extrem großen Auswahl an Führungen auf dem Markt – mit vielen verschiedenen Ausführungen, Größen, Präzisionen und Preisklassen – stellt sich schnell die Frage nach den richtigen Führungsschienen.

Die Recherche und der Vergleich aller möglichen Optionen können sehr zeitaufwändig und komplex sein. Um Ihnen die ersten Schritte bei der Auswahl von Linearführungen zu erleichtern, haben wir daher einige Schritte und Anweisungen vorbereitet, die den Auswahlprozess vereinfachen und beschleunigen können.

1. Prüfen Sie, welche Linearführungsschienen in ähnlichen Maschinen verwendet werden.

Es besteht eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit, dass bereits eine Maschine oder ein Gerät entwickelt wurde, das Ihrem Beispiel sehr ähnlich ist. Daher ist es ratsam, zunächst eine kurze Recherche durchzuführen und Informationen über die in ähnlichen Maschinen verwendeten Linearführungen zu sammeln. Je bekannter die Maschinenhersteller sind, desto wahrscheinlicher ist es, dass deren Ingenieure bei der Auswahl der Führungen detaillierte Analysen und Berechnungen durchgeführt und die optimalen Führungen – auch im Hinblick auf die erforderliche Präzision und Steifigkeit – ausgewählt haben. Solche Führungen sind in der Regel auch vielfach in der Praxis erprobt.

2. Beurteilung der Belastungen in Ihrem Fall

Zunächst ist es notwendig, die in Ihrem Fall auftretenden Belastungen der Führungsschienen zumindest grob abzuschätzen. Die größte bzw. kritischste Belastung tritt üblicherweise bei einem Notstopp oder einer Maschinenkollision auf. In diesem Fall erfolgt ein sehr abrupter Stopp, der enorme Kräfte auf die Führungen ausübt. Die dabei entstehenden Momentbelastungen sind in der Regel die kritischsten. Daher ist es sinnvoll, die Belastung der Linearführungen in einem solchen Fall abzuschätzen.

3. Bewertung der Tragfähigkeit von Linearführungsschienen

Sobald Sie Informationen über die in ähnlichen Maschinen verwendeten Linearführungen erhalten haben, ist es sinnvoll, deren Tragfähigkeit zu prüfen und mit Ihren Belastungen zu vergleichen. Die kritischsten Bauteile von Linearführungen sind in der Regel das Linearlager, der Linearschlitten und die Linearbuchse – also die beweglichen Teile der Linearführung. Daher ist es notwendig, die Tragfähigkeit dieser Bauteile zu überprüfen. Linearlager und -schlitten weisen typischerweise einen dynamischen Tragfähigkeitsfaktor C und einen statischen Tragfähigkeitsfaktor C₀ auf, die in den Katalogen angegeben sind. Diese beiden Faktoren werden in den Formeln zur detaillierten Berechnung der Lebensdauer von Linearführungen verwendet. Für eine erste, sehr grobe Abschätzung können wir 10–20 % des Wertes des dynamischen Tragfähigkeitsfaktors C als Tragfähigkeit für dynamische Bewegungen annehmen. Bei extrem langsamen Bewegungen können wir direkt den gesamten Wert von C₀ als grobe Schätzung der Tragfähigkeit verwenden. Die obige Abschätzung gilt für Druck- und Zugbelastungen der Führung, nicht jedoch für Momentbelastungen. Linearführungen und -schlitten vertragen Drehmomentbelastungen deutlich schlechter als Druck- und Zugbelastungen. Daher ist es am sinnvollsten, sie durch die korrekte Anordnung der Führungen zu ersetzen (2x Parallelführung + 4x Linearführung oder -schlitten (2x pro Führung)).

4. Berechnung der Lebensdauer von Linearführungen

Mithilfe der vorangegangenen Schritte haben wir mit groben Methoden eine erste Auswahl an Linearführungen und Linearblöcken getroffen. Für die endgültige Auswahl bzw. Bestätigung der gewählten Führungen und Linearblöcke ist die Berechnung der Lebensdauer erforderlich. Diese zeigt, ob die ausgewählten Führungen die erwartete Lebensdauer erreichen und somit für den Einsatz geeignet sind. Bei der Berechnung werden neben den Daten zur tatsächlichen Belastung weitere Faktoren wie Lastart, Einsatzort, Geschwindigkeit, Vibration, Temperatur und Sauberkeit der Arbeitsumgebung berücksichtigt. Detaillierte Anweisungen und Richtlinien zur Berechnung finden sich in den Katalogen der Hersteller. Erfahrungsgemäß bieten die Kataloge des deutschen Herstellers Bosch-Rexroth die besten Anleitungen zur Berechnung. Es gibt jedoch auch zahlreiche Online-Konfiguratoren, die Sie bei der Berechnung und Auswahl unterstützen.

5. Auswahl des Herstellers oder der Marke von Linearführungen

Viele Linearführungen werden nach Normen gefertigt oder von verschiedenen Herstellern mit identischen Schlüsselabmessungen und sehr ähnlichen Eigenschaften und Tragfähigkeiten produziert, was die Austauschbarkeit zwischen verschiedenen Herstellern ermöglicht. Selbstverständlich müssen jedes Mal alle Schlüsselabmessungen, Lastfaktoren und die Vergleichbarkeit der Präzisionsklassen geprüft und verglichen werden. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass bei Schienenführungen die Linearwagen und -führungen vom selben Hersteller stammen müssen.