Das Angeben der Anleitung selbst ist der einfache Teil. Erfahren Sie, wie Sie Fallstricke bei der Montage, Installation und sogar der Auswahl einer Beschichtung vermeiden.

Linearführungen sind präzise mechanische Baugruppen, die als Teil eines Systems arbeiten. Ihre Leistung hängt daher von der korrekten Integration in die Gesamtmaschine ab. Die bloße Spezifikation der passenden Führung reicht nicht aus. Der Aufbau eines bestimmungsgemäß funktionierenden Systems erfordert ein klares Verständnis für die Spezifikation, Konstruktion, Installation und Prüfung der Linearführung. Hier besprechen wir einige der häufigsten Fehler, die Konstrukteure beim Einbau von Linearführungen in ihre Systeme machen, und zeigen, wie diese vermieden werden können.

1. Montageflächen nicht toleranzgerecht herstellen

Linearführungen werden werkseitig präzisionsgeschliffen, um mit minimaler Reibung zu arbeiten. Idealerweise wäre die Reibung jedes einzelnen Linearführungsblocks unabhängig von der Montage gleich. In der Realität führt jede Fehlausrichtung oder Unebenheit der Montageflächen zu einer direkten Vorspannung im Linearführungssystem. Montagetoleranzen umfassen sowohl die Ebenheit der Montagefläche, an der die Schienen montiert werden, als auch die Parallelität der Linearführungen zueinander. Erhöht sich die Reibung in einer Führung beim Einbau der Baugruppe oder ist sie an einem Ende des Verfahrwegs stärker ausgeprägt als am anderen, liegen die Montagetoleranzen oder die Schienenausrichtung höchstwahrscheinlich außerhalb der Spezifikation.

2. Ohne Montagefunktionen zur Ausrichtung

Präzisionslinearführungen erfordern eine korrekte Ausrichtung, um die geforderte Leistung zu gewährleisten. Insbesondere in der Serienfertigung können zusätzliche Montageelemente den Installationsprozess beschleunigen und eine effektive Leistung gewährleisten. Dies kann beispielsweise ein Paar Passstifte zur Ausrichtung der Primärschiene sein, gepaart mit einem Montageverfahren zur Ausrichtung der Sekundärschiene. Anwendungen mit sehr hoher Genauigkeit erfordern mehr Sorgfalt. Linearführungen sind werkseitig gerade, können aber dennoch eine gewisse Nachgiebigkeit aufweisen. Für einen effektiven Betrieb sollten Führungen mit präzisen Schulterflächen montiert werden. Diese Flächen bieten eine flache, stabile Stützstruktur für Lager und Schienen und gewährleisten so Geradlinigkeit und Parallelität im Mikrometerbereich. Wichtig ist, dass Parallelitätsfehler zwischen den Schienen nicht nur die Leistung, sondern auch die Lebensdauer beeinträchtigen. Stellen Sie sicher, dass die Schienen innerhalb der Herstellertoleranzen ausgerichtet sind. Montageschultern bieten wichtige Ausrichtungsstrukturen, müssen aber korrekt dimensioniert sein. Ist der Eckradius zu groß, kann die Schiene bei Montage und Ausrichtung den Eckradius und nicht die Schulter selbst berühren. Dies kann zu einem kleinen, aber signifikanten Fehler führen. Schlimmer noch: Er ist oft nur schwer zu erkennen. Die beste Lösung besteht darin, die Schulterabmessungen von Anfang an korrekt festzulegen. Hersteller geben in ihren Katalogen sehr genaue Angaben zu Schulterhöhen und Eckradien an, die genau eingehalten werden sollten. Bemessen Sie den entsprechenden Eckradius im Verhältnis zur Fase am Lager.

3. Vorspannung nicht korrekt angeben

Bei der Vorspannung einer Linearführung wird der Kugeldurchmesser in Mikrometerschritten gewählt, um die Passung zwischen Block und Schiene anzupassen. Bei Präzisionsanwendungen ist eine positive Vorspannung, d. h. ein spielfreies Spiel zwischen Block, Schiene und Kugel, in der Regel von Vorteil. Je nach Anwendung können die Kugeln sogar etwas komprimiert werden. Eine richtig spezifizierte Vorspannung kann negative Faktoren wie Vibrationen, Lärm, Wärmeentwicklung und Durchbiegung reduzieren. Eine falsch spezifizierte Vorspannung kann jedoch die Reibung deutlich erhöhen und die Systemleistung beeinträchtigen. Man könnte leicht annehmen, eine hochpräzise Linearführung mit Vorspannung erbringe die beste Leistung. Dies gilt, sofern die Präzision der Montageflächen der Präzision der Linearführung entspricht. Können die Montageflächen jedoch nicht so präzise wie die Linearführung gefertigt werden, kann eine Vorspannung in der Führung tatsächlich Probleme verursachen. Die Vorspannung der Linearführung muss auf die mit den Montageteilen erreichbare Genauigkeit abgestimmt sein. Wenn die vom Hersteller geforderte Genauigkeit nicht erreicht werden kann, empfiehlt sich eine Linearführung mit linienförmiger Passung (normale Vorspannung) oder sogar einem geringen zusätzlichen Spiel. Das zusätzliche Spiel ermöglicht der Führung, die Fehlausrichtung auszugleichen. Die Führung hat dann zwar kein freies Spiel mehr, weist aber auch nicht die hohe Reibung auf, die beim Einbau einer vorgespannten Führung in ein System mit geringer Genauigkeit entsteht. In manchen Fällen ist ein reibungsarmes System die wichtigste Anforderung. In diesem Fall empfiehlt es sich, ein gewisses internes Spiel vorzusehen, um die Reibung so gering wie möglich zu halten.

4. Nicht über den gesamten Verfahrweg testen

Sie können ein Problem nicht beheben, wenn Sie nicht wissen, dass es existiert. Linearführungen müssen nach der Montage über den gesamten Verfahrweg geprüft werden. Ist eine direkte Messung der Parallelität nicht möglich, sollte zusätzlich die Schubkraft des Schlittens gemessen werden. Die Schubkraft sollte beim Bewegen der Führung von einem Ende zum anderen auf etwa 20 % genau konstant sein. Steigt die Schubkraft an einem Punkt – häufig an einem Ende der Führung – an, kann dies darauf hinweisen, dass die Schienen nicht parallel sind und neu ausgerichtet werden müssen.

5. Nichtberücksichtigung der Auswirkungen von Materialien und Beschichtung auf Kosten und Lieferzeit

Allzu oft konzentriert sich die Lagerspezifikation auf mechanische Parameter, während Werkstoffe und Beschichtungen als zweitrangig betrachtet werden. Tatsächlich können Werkstoffe und Beschichtungen ein Projekt erheblich beeinflussen, nicht nur hinsichtlich der Leistung, sondern auch hinsichtlich Kosten und Lieferzeit. Korrosionsschutzoptionen reichen beispielsweise von dünner, dichter Verchromung bis hin zu verschiedenen Schwarzchrombeschichtungen. In manchen Fällen kann die Wahl einer Edelstahlausführung einer Linearführung die effektivere Lösung sein. Das Problem liegt nicht nur bei den Werkstoffen, sondern auch beim Standort. Manche Beschichtungen können in einem ausländischen Werk, andere im Inland durchgeführt werden. Ein kürzlich erfolgter Auftrag verdeutlicht dies. Derzeit herrscht weltweit ein Mangel an bestimmten Typen und Größen von Linearlagern. Ein Kunde spezifizierte eine Schwarzchrombeschichtung zum Korrosionsschutz. Das Problem war, dass die Beschichtung im japanischen Werk unseres Partners aufgetragen werden musste, was die Lieferzeit im Vergleich zum Standardprodukt verlängerte. Nach eingehender Prüfung empfahlen wir eine alternative Beschichtung. Diese bot einen vergleichbaren Schutz, war aber im US-Werk des Partners erhältlich. Die Umstellung halbierte die Lieferzeit für die Teile bei minimalen Kostenauswirkungen. Richtig spezifizierte und installierte Linearführungen liefern effektive Leistung in Linearbewegungssystemen. Achten Sie auf die oben genannten Fallstricke, und Ihr System ist auf Erfolg ausgerichtet.