Wichtiges Konstruktionsmerkmal für Ihr Linearbewegungssystem

Ein wesentlicher Unterschied zwischen Radialkugellagern und Kugelumlauf-Linearführungen bestand ursprünglich darin, dass Radiallager typischerweise einen Kugelkäfig zur Trennung der Kugeln und zur Kontrolle ihrer Bewegung verwendeten, während Profilschienenführungen darauf verzichteten. Anfang der 2000er-Jahre begannen Hersteller von Profilschienenlagern jedoch, Ausführungen mit Kugelkäfigen (auch als „Kugelketten“ oder „Kugeltrenner“ bezeichnet) einzuführen, um die Lagerlebensdauer, die Laufeigenschaften und die Geräuschentwicklung zu verbessern. Die Integration von Kugeltrennern in Kugelgewindemuttern erfolgte einige Jahre später, da die Hersteller die besonderen Herausforderungen hinsichtlich Konstruktion und Material lösen mussten, die sich aus dem komplexeren Umlaufweg der Kugelkette ergaben.

Mittlerweile bieten einige Hersteller ihre Profilschienenlager und Kugelgewindemuttern ganz oder größtenteils mit Kugelketten an. Für viele Anwendungen – insbesondere solche, die von geringerem Geräuschpegel, ruhigerem Lauf und seltenerer Schmierung profitieren – sind Linearführungen und Kugelgewindetriebe mit Kugeltrennern sinnvoll. Hersteller von vormontierten und integrierten Systemen wie Linearantrieben oder vormontierten Spindelantrieben verwenden häufig standardmäßig die Kugelkettenversionen von Linearführungen und Kugelgewindetrieben.

In jedem Lager berühren sich die Kugeln, wenn sie ohne Führung durch Käfig oder Kette frei rollen (oder gleiten), aufgrund unterschiedlicher Geschwindigkeiten beim Ein- und Austritt in die Lastzone. Dieser Kontakt erzeugt Reibung und Geräusche. Eine Kugelkette verhindert den direkten Kontakt der Kugeln, reduziert die Reibung und damit die Wärmeentwicklung, was die Lebensdauer des Lagers oder der Mutter verlängert. Die Geräuschentwicklung wird reduziert, da die Kugeln nicht mehr direkt miteinander, sondern mit dem Polymer (oder Kunststoff) der Kugelkette in Kontakt kommen.

Die Reduzierung der Wärme bietet einen doppelten Vorteil, denn weniger Wärme bedeutet auch weniger Schmierstoffabbau. Dank der von der Kugelkette um die Kugeln gebildeten „Taschen“ wird der Schmierstoff zudem besser gehalten und abgegeben. Diese Taschen schließen den Schmierstoff ein und gewährleisten eine bessere Versorgung jeder einzelnen Kugel mit Fett oder Öl.

Einige Hersteller verwenden Kugelketten in ihren profilierten Schienenlagern und Kugelgewindetrieben der „Hochgeschwindigkeits“-Serie, aber die Kugelkette muss robust genug sein, um den Kräften standzuhalten, die durch Gleiten und Biegen bei diesen hohen Geschwindigkeiten entstehen.

Ein gleichmäßiger Kugelabstand verbessert die Laufeigenschaften, indem er die Reibungskräfte reduziert, die bei ungleichmäßiger Kugelanordnung (z. B. ohne Kugelkette oder -käfig) auftreten. Der konstante Kugelabstand sorgt zusammen mit einer kontrollierteren Bewegung für geringere Schwankungen des Rollwiderstands und einen ruhigeren Lauf. Für Anwendungen, die besonders ruhige Laufeigenschaften erfordern, kann der Einsatz einer Profil-Linearführung oder einer Kugelumlaufspindel mit Kugelkette eine gute Möglichkeit sein, die Anforderungen zu erfüllen, ohne auf teurere Technologien wie Luftlager oder Linearmotoren zurückgreifen zu müssen.

Kugelketten (auch Kugelkäfige genannt) dürfen nicht mit Distanzkugeln verwechselt werden. Distanzkugeln sind etwas kleiner als die tragenden Kugeln und dienen der Reibungs- und Geräuschreduzierung beim Kugelkontakt. Werden Distanzkugeln in ein Linearlager oder eine Kugelgewindespindel eingesetzt, müssen jedoch einige tragende Kugeln entfernt werden, was die Tragfähigkeit und Steifigkeit verringert.