Wichtiges Designmerkmal für Ihr Linearbewegungssystem

Einer der Unterschiede zwischen Radialkugellagern und Kugelumlaufführungen bestand historisch darin, dass Radiallager üblicherweise einen Käfig zur Trennung der Kugeln und zur Steuerung ihrer Bewegung verwenden, während dies bei Profilschienenführungen nicht der Fall war. Anfang der 2000er Jahre begannen Hersteller von Profilschienenlagern jedoch, Versionen mit Kugelkäfigen (auch „Kugelketten“ oder „Kugeltrenner“ genannt) einzuführen, um Lagerlebensdauer, Laufeigenschaften und Geräuschentwicklung zu verbessern. Der Einbau von Kugeltrennern in Kugelgewindemuttern erfolgte einige Jahre später, da die Hersteller die besonderen Design- und Materialherausforderungen des komplexeren Kugelumlaufpfads der Kugelkette bewältigen mussten.

Einige Hersteller bieten mittlerweile alle oder die meisten ihrer Profilschienenlager und Kugelgewindemuttern mit Kugelketten an. Für viele Anwendungen – insbesondere solche, die von geringerer Geräuschentwicklung, höherem Laufruhe und seltenerer Schmierung profitieren – sind Linearführungen und Kugelgewindetriebe mit Kugeltrennern sinnvoll. Hersteller, die vormontierte und integrierte Systeme wie Linearantriebe oder vormontierte Gewindetriebe anbieten, verwenden häufig standardmäßig Kugelkettenversionen von Linearführungen und Kugelgewindetrieben.

Wenn die Kugeln in jedem Lager ohne Führung durch einen Käfig oder eine Kette frei rollen (oder gleiten), berühren sie sich aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeiten, die beim Ein- und Austritt aus der Lastzone auftreten. Dieser Kontakt erzeugt Reibung und hörbare Geräusche. Eine Kugelkette verhindert den Kontakt der Kugeln und reduziert so die Reibung und damit die Wärmeentwicklung. Dies verlängert die Lebensdauer des Lagers oder der Mutter. Die Geräuschentwicklung wird reduziert, da die Kugeln keinen Metall-auf-Metall-Kontakt mehr haben, sondern Metall-auf-Polymer (oder Metall-auf-Harz) mit der Kugelkette.

Die Reduzierung der Wärme bietet tatsächlich einen doppelten Vorteil: Weniger Wärme bedeutet auch weniger Schmierstoffverlust. Dank der von der Kugelkette um die Kugeln gebildeten „Taschen“ wird das Schmiermittel zudem effizienter gehalten und abgegeben. Diese Taschen fangen das Schmiermittel ein und sorgen für eine bessere Fett- oder Ölzufuhr zu jeder einzelnen Kugel.

Einige Hersteller verwenden Kugelketten in ihren Profilschienenlagern und Kugelumlaufspindeln der „High-Speed“-Serie. Allerdings muss die Kugelkette robust genug sein, um den Kräften standzuhalten, die durch das Gleiten und Biegen bei diesen hohen Geschwindigkeiten entstehen.

Ein gleichmäßiger, fester Abstand zwischen den Kugeln verbessert zudem die Laufeigenschaften, indem er Schwankungen der Reibungskräfte reduziert, die bei ungleichmäßigem Kugelabstand (z. B. ohne Kugelkette oder Käfig) auftreten. Ein gleichmäßiger Kugelabstand und eine kontrollierte Bewegung sorgen für geringere Schwankungen im Rollwiderstand und eine höhere Laufruhe. Für Anwendungen, die extrem ruhige Laufeigenschaften erfordern, kann der Einsatz einer profilierten Linearführung oder eines Kugelgewindetriebs mit Kugelkette eine gute Möglichkeit sein, die Anwendungsanforderungen zu erfüllen, ohne auf teurere Technologien wie Luftlager oder Linearmotoren zurückgreifen zu müssen.

Verwechseln Sie Kugelketten (auch Kugelkäfige genannt) nicht mit Distanzkugeln. Distanzkugeln sind etwas kleiner als die tragenden Kugeln und dienen dazu, Reibung und Geräusche beim Kontakt der Kugeln zu reduzieren. Werden Distanzkugeln jedoch zu einem Linearlager oder einer Kugelumlaufspindel hinzugefügt, müssen einige tragende Kugeln entfernt werden, was Tragfähigkeit und Steifigkeit reduziert.