Lineartechnik - Garant für mechanische Stabilität und Funktionalität

  (02 März 2021)  |  Updated
Lineartechnik - Garant für mechanische Stabilität und Funktionalität

Linearführungen sind ein zentraler Teil der Lineartechnik. Sie sind heutzutage nahezu allerorts anzutreffen. Oft präsentieren sie sich allerdings unauffällig und werden als solche nicht wahrgenommen. Natürlich werden Schienen, auf denen Fahrzeuge wie Züge, Straßen-, S- oder U-Bahnen fahren als Produkte der Lineartechnik leicht und sofort erkannt. Aber wer weiß schon, dass dieselbe Technologie in Bank-, Kaffee-, Getränkedosen- oder sonstigen allgemeinen Verkaufsautomaten zur hohen Verfügbarkeit beiträgt. Des Weiteren ist der Einsatz von Lineartechnik bei den meisten Industriemaschinen unentbehrlich, im Fahrzeugbau fester Bestandteil und auch bei Schiebetüren und -Fenstern unverzichtbar.

Allgemeine Merkmale der Lineartechnik und Linearführungen

Allgemein definiert haben Elemente der Führungstechnik die Aufgabe mechanische Größen wie u. a. Kraft, Bewegung und Beschleunigung mit möglichst geringen Verlusten weiter zu leiten und auf andere Konstruktionselemente zu übertragen. Damit ist Lineartechnik im weitesten Sinn eine Teildisziplin der Antriebstechnik. Prägendes Merkmal der Linearführung ist ein Lauf mit möglichst geringer Reibung, Stabilität gegenüber Querkräften und hoher Widerstand gegen Verformung. Linearführungen können unterteilt werden in die Kategorien Wälzführungen und Gleitführungen.

Die wichtigsten Lineartechniken in der Übersicht

Linearführungen mit Profilschienen sind kompakte Längsführungen mit Wälzkörpern oder Gleitlagern. Als Geradführung haben sie hohe Tragfähigkeit und  Steifigkeit und oft einen Rücklauf der Wälzkörper als Kugelumlauf.

Linearführungen mit Laufrollen (Laufrollenführungen) bestehen meistens aus reinem Stahl oder Stahl und Aluminium. Sie eignen sich gut für untergeordnete Linearführungen, denn sie haben geringe Reibung und kompensieren geringe Ungenauigkeiten der Montage.

Teleskopschienen sind nach dem Teleskop-Prinzip auszieh- und  einschiebbar. Sie ermöglichen laufruhige und leichtgängige lineare Bewegungen. Es gibt Varianten mit Teil-, Voll- oder Überauszug.

Käfigschienenführungen sind Wälzführungen mit unterschiedlichen Wälzkörpern. Eine oft eingesetzte Variante ist die Kreuzrollenführung.

Zur Lineartechnik werden auch Linearantriebe gezählt. Sie treiben Maschinen- oder Anlagenteile in gerader Linienführung oder einem ähnlichen Verlauf an. Die gebräuchlichsten sind Kugelgewinde-Antriebe und Elektrozylinder. Letztere sind selbsthemmend und eine interessante  Alternative zu hydraulischen und pneumatischen Aktuatoren. Neben Linearmotoren mit Getrieben oder mit Direktantrieb werden auch Pneumatikzylinder, Hydraulikzylinder oder Elektromechanische Zylinder eingesetzt.

Wälzlager gehören ebenfalls zur Lineartechnik. Sie haben zwischen einem Innen- und einem Außenring rollende Körper (meist Rollen oder Kugeln) zur Verringerung des  Reibungswiderstandes.

Eine typische Anwendung von Linearführungen in Lineareinheiten

Als Lineareinheiten werden komplette Bewegungsachsen zur Bahnführung und Positionierung bezeichnet. Sie dienen zum Verfahren eines Schlittens mit einer geradlinigen Bewegung , wobei der Schlitten in der Regel die Funktion eines Werkstückträgers oder eines Werkzeughalter hat. Die  Komponenten der Lineareinheiten sind das Gehäuse, Gleit- oder Wälzführungen in unterschiedlicher Bauart. Die Führungen sind als Linearführung (<- https://www.profilscope.de/) ausgelegt und führen einen Schlitten, der auch als Führungswagen oder Tisch bezeichnet wird. Bei den meisten Lineareinheiten sind die Achsen für einen elektromotorischen Antrieb mit Kraftübertragung ausgelegt, wobei die Kraftübertragungen in den meisten Fällen über Zahnriemen, Spindeln oder Zahnstangen erfolgen. Der Antrieb kann bei Bedarf optional mit einem zweiten Antriebssystem, bestehend aus Motor, Leistungsverstärker, Wegmesssystem und Steuerung ergänzt werden. Eine Variante sind Lineareinheiten, bei denen der Antrieb direkt durch einen Linearmotor erfolgt, der unmittelbar auf den Schlitten wirkt.

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