Treffen Sie die richtige Wahl für Ihr lineares Positionierungssystem

Eine Linearführung (oder ein Linearlager) ist ein mechanisches Element, das eine Relativbewegung zwischen zwei Oberflächen ermöglicht, wobei eine Oberfläche die andere stützt und die Reibung zwischen beiden minimal ist. Es gibt zwei grundlegende Arten von Linearführungen: Gleit- und Wälzkörperführungen. Während ihre allgemeine Funktion gleich ist, unterscheiden sich Design und Leistung erheblich.

【Linearführungen mit einfacher (gleitender) Bewegung】

Gleitlager sind die einfachste Art der Linearführung und basieren auf dem Gleitkontakt zwischen zwei Oberflächen. Sie können als Flachführung, Schwalbenschwanzführung oder als Welle-Buchse-Konstruktion ausgeführt sein. Flachführungslager tragen die höchsten Lasten, während Schwalbenschwanzführungen weniger präzise Bearbeitung und Montage erfordern. Gleitlagerbuchsen sind einfach herzustellen und zu montieren, weisen jedoch aufgrund ihrer ungestützten Wellen eine begrenzte Tragfähigkeit auf und sind anfällig für Durchbiegungen.

Während Metalloberflächen die höchste Steifigkeit und Tragfähigkeit bieten, können Gleitlager auch aus Kunststoffen oder Verbundwerkstoffen bestehen, um eine hohe Korrosionsbeständigkeit und inhärente Schmiereigenschaften zu gewährleisten. Wichtig ist, dass Gleitkontakte immer zwischen unterschiedlichen Materialien bestehen sollten, wobei ein Element härter als das andere sein sollte. Dadurch kann sich der Verschleiß auf das weichere Element konzentrieren.

Gleitlager haben im Vergleich zu Wälzlagern einen hohen Reibungskoeffizienten, typischerweise zwischen 0,05 und 0,1. Im Gegensatz zu Wälzlagern können sie jedoch Stoßbelastungen und Vibrationen standhalten, ohne dass die Oberflächen nennenswert beschädigt werden. Gleitlager reagieren zudem weniger empfindlich auf Verunreinigungen und erleiden seltener Totalausfälle.

【Linearführungen mit Rollbewegung】

Linearführungen mit Wälzkörpern fügen Kugeln oder Rollen zwischen den beiden Lagerflächen hinzu. Wälzlager können umlaufend (Profilschienenführungen oder Linearbuchsen-/Linearlagerführungen) oder nicht umlaufend (Kurvenrollenführungen oder Kreuzrollenführungen) sein. Umlaufende Konstruktionen ermöglichen unbegrenzte Bewegung entlang der Führungsschiene oder -welle, während nicht umlaufende Konstruktionen durch die Lagerlänge im Hub begrenzt sind.

Ein wesentlicher Vorteil von Wälzkörper-Linearführungen ist ihr niedriger Reibungskoeffizient, der typischerweise zwischen 0,005 und 0,01 liegt. Da sie aus Wälzlagerstahl gefertigt sind, haben sie eine deutlich höhere Tragfähigkeit und können für eine sehr hohe Steifigkeit vorgespannt werden. Die Vorspannung erhöht jedoch die Reibung und muss bei der Dimensionierung von Wälzkörper-Linearführungen berücksichtigt werden.

Während Gleitlager aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden können, liegt die Vielfalt von Profilschienen-Wälzlagern in deren Laufbahngeometrie und Laufbahnanordnung. Die Laufbahngeometrie bestimmt den Kontakt der Wälzkörper mit den Laufbahnen. Profilschienen-Laufbahngeometrien können entweder kreisbogenförmig (für geringere Reibung) oder bogenförmig (für höhere Momententragfähigkeit) sein. Die Laufbahnen auf der Profilschiene können zudem direkt oder Rücken an Rücken angeordnet sein. Die direkte Anordnung bietet in alle Richtungen gleiche Tragfähigkeiten, während die Rücken an Rücken höhere Torsionsmomente ermöglicht.