Leitfaden zur Auswahl von Linearführungsschienen

Wo soll man anfangen?

Wenn Sie mit dem Bau einer Maschine oder eines Geräts beginnen, bei dem Sie auch eine lineare Bewegung benötigen, stoßen Sie schnell auf die Frage, welche Linearführungsschienen am besten geeignet sind. Wenn man sich das extrem breite Angebot an Führungen auf dem Markt ansieht, wo es viele verschiedene Arten von Führungen, Größen, Präzision und unterschiedliche Preisklassen gibt, kommt man schnell in das Dilemma, welche Führungsschienen man wählen soll.

Das Recherchieren und Vergleichen aller möglichen Optionen kann sehr zeitaufwändig und komplex sein. Um Ihnen die ersten Schritte bei der Auswahl von Linearführungen zu erleichtern, haben wir daher einige Schritte und Anleitungen vorbereitet, die den Auswahlprozess erleichtern und beschleunigen können.

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

Es ist sehr wahrscheinlich, dass jemand bereits eine Maschine oder ein Gerät gebaut hat, das Ihrem Beispiel sehr ähnlich ist. Daher ist es sehr sinnvoll, in einem ersten Schritt zumindest eine kurze Recherche durchzuführen und zu versuchen, Informationen über die in ähnlichen Maschinen verwendeten Linearführungen zu erhalten. Je bekannter die Maschinenhersteller sind, desto wahrscheinlicher ist es, dass ihre Ingenieure bei der Auswahl der Führungen detaillierte Analysen und Berechnungen durchgeführt haben und dass sie die optimalsten Führungen ausgewählt haben, auch unter dem Gesichtspunkt einer angemessenen Präzision und Steifigkeit der Linearführungen. In der Regel sind diese Führungen auch in der Praxis vielfach getestet worden.

2. Beurteilung der Belastungen in Ihrem Fall

Zu Beginn ist auch eine zumindest grobe Abschätzung der in Ihrem Fall auftretenden Belastungen auf die Führungsschienen erforderlich. Die größte oder kritischste Belastung tritt in der Regel bei einem Notstopp oder einer Maschinenkollision auf. In diesem Fall kommt es zu einem sehr schnellen Stopp, der enorme Kräfte auf die Führungen ausübt. Die in einer solchen Situation auftretenden Momentbelastungen sind meist die kritischsten. Deshalb ist es sinnvoll, die Belastung der Linearführungen in einem solchen Fall abzuschätzen.

3. Bewertung der Tragfähigkeit von Linearführungsschienen

Wenn es Ihnen gelungen ist, Informationen über die Art der in ähnlichen Maschinen verwendeten Linearführungen zu erhalten, ist es sinnvoll, die Tragfähigkeit dieser Führungen zu prüfen und mit Ihren Belastungen zu vergleichen. Was die Tragfähigkeit von Linearführungen betrifft, so ist der kritischste Teil in der Regel das Linearlager, der Linearschlitten, die Linearbuchse... Das heißt, der bewegliche Teil der Linearführungseinheit. Daher ist es notwendig, die Tragfähigkeit dieses Teils zu prüfen. In den Katalogen sind für Linearführungen und Schlitten in der Regel ein dynamischer Tragfähigkeitsfaktor C und ein statischer Tragfähigkeitsfaktor C0 angegeben. Diese beiden Faktoren werden in den Formeln für detaillierte Berechnungen der Lebensdauer von Linearführungen verwendet. Für eine erste, sehr grobe Schätzung kann man 10-20% des Wertes der dynamischen Tragfähigkeit C als Tragfähigkeit für Fälle dynamischer Bewegung annehmen. Bei einer extrem langsamen Bewegung kann man direkt den gesamten Wert von C0 als sehr grobe Schätzung der Tragfähigkeit verwenden. Die obige Schätzung gilt für Druck- und Zugbelastungen der Führung und nicht für Momentbelastungen. Linearlager und Führungswagen vertragen Drehmomentbelastungen wesentlich schlechter als Druck- und Zugbelastungen. Daher ist es am sinnvollsten, sie bei richtiger Anordnung der Führungen (2x Parallelführung + 4x Linearlager oder Schlitten (2x auf jeder Führung)) loszuwerden.

4. Berechnung der Lebensdauer von Linearführungen

Mit Hilfe der vorangegangenen Schritte sind wir mit sehr groben Methoden zur grundsätzlichen Auswahl von Linearführungsschienen und Linearblöcken gelangt. Für die endgültige Auswahl bzw. Bestätigung der ausgewählten Führungen und Linearklötze ist es notwendig, die Lebensdauer zu berechnen, aus der hervorgeht, ob die ausgewählten Führungen die erwartete Lebensdauer haben werden und somit für den Einsatz geeignet sind. Bei der Berechnung werden neben den Daten über die tatsächliche Belastung auch andere Faktoren wie die Art der Belastung, der Ort, die Geschwindigkeit, die Vibration, die Temperatur, die Sauberkeit der Arbeitsumgebung... berücksichtigt. Detaillierte Anweisungen und Richtlinien für die Berechnung sind in den Katalogen der Hersteller enthalten. Unserer Erfahrung nach bietet der deutsche Hersteller von Linearführungsschienen Bosch-Rexroth in seinen Katalogen die besten Anleitungen für die Berechnung. Es gibt aber auch viele Online-Konfiguratoren, die Ihnen bei der Berechnung und Auswahl helfen können.

5. Wahl der Hersteller oder Marken von Linearführungen

Viele Linearführungen werden nach Normen hergestellt oder sie werden von verschiedenen Herstellern mit identischen Hauptabmessungen und sehr ähnlichen Eigenschaften und Tragfähigkeiten produziert, was eine Austauschbarkeit zwischen verschiedenen Führungsschienenherstellern ermöglicht. Natürlich muss jedes Mal geprüft und verglichen werden, ob alle Schlüsselmaße und Belastungsfaktoren und auch die Präzisionsklassen vergleichbar sind. An dieser Stelle sei jedoch darauf hingewiesen, dass bei Schienenführungen die Führungswagen und die Führungen vom gleichen Hersteller sein müssen.