Das Angeben der Anleitung selbst ist der einfache Teil. Erfahren Sie, wie Sie Fallstricke bei der Montage, Installation und sogar der Auswahl einer Beschichtung vermeiden.

Linearführungen sind präzise mechanische Baugruppen, die als Teil eines Systems arbeiten. Ihre Leistung hängt daher von der korrekten Integration in die Gesamtmaschine ab. Die bloße Spezifikation der passenden Führung reicht nicht aus. Der Aufbau eines bestimmungsgemäß funktionierenden Systems erfordert ein klares Verständnis für die Spezifikation, Konstruktion, Installation und Prüfung der Linearführung. Hier besprechen wir einige der häufigsten Fehler, die Konstrukteure beim Einbau von Linearführungen in ihre Systeme machen, und wie diese vermieden werden können.

1. Montageflächen nicht toleranzgerecht herstellen

Linearführungen werden im Werk präzisionsgeschliffen, um mit minimaler Reibung zu arbeiten. Idealerweise wäre die Reibung jedes einzelnen Linearführungsblocks unabhängig von der Montage gleich. In der Realität führt jede Fehlausrichtung oder Unebenheit der Montageflächen zu einer direkten Vorspannung im Linearführungssystem. Montagetoleranzen umfassen sowohl die Ebenheit der Montagefläche, an der die Schienen montiert werden, als auch die Parallelität der Linearführungen zueinander. Steigt die Reibung in einer Führung nach der Montage oder ist sie an einem Ende des Verfahrwegs stärker ausgeprägt als am anderen, liegen die Montagetoleranzen oder die Schienenausrichtung höchstwahrscheinlich außerhalb der Spezifikation.

2. Ohne Montagefunktionen zur Ausrichtung

Präzisionslinearführungen erfordern eine korrekte Ausrichtung, um die spezifikationsgerechte Leistung zu gewährleisten. Insbesondere in der Serienfertigung können zusätzliche Montageelemente den Installationsprozess beschleunigen und eine effektive Leistung gewährleisten. Dies kann beispielsweise ein Paar Passstifte zur Ausrichtung der Primärschiene sein, gepaart mit einem Montageverfahren zur Ausrichtung der Sekundärschiene. Anwendungen mit sehr hoher Genauigkeit erfordern mehr Sorgfalt. Linearführungen sind werkseitig gerade, können aber dennoch eine gewisse Nachgiebigkeit aufweisen. Für einen effektiven Betrieb sollten Führungen mit präzisen Schulterflächen installiert werden. Diese Flächen bieten eine flache, stabile Stützstruktur für Lager und Schienen und gewährleisten so Geradheit und Parallelität im Mikrometerbereich. Wichtig ist, dass Parallelitätsfehler zwischen den Schienen nicht nur die Leistung, sondern auch die Lebensdauer beeinträchtigen. Stellen Sie sicher, dass die Schienen innerhalb der Herstellertoleranzen ausgerichtet sind. Montageschultern bieten wichtige Ausrichtungsstrukturen, müssen aber korrekt dimensioniert sein. Ist der Eckradius zu groß, kann die Schiene bei Installation und Ausrichtung den Eckradius statt der Schulter selbst berühren. Dies kann zu einem kleinen, aber signifikanten Fehler führen. Schlimmer noch: Er ist oft nur schwer zu erkennen. Die beste Lösung besteht darin, die Schulterabmessungen von Anfang an genau festzulegen. Hersteller geben in ihren Katalogen sehr genaue Angaben zu Schulterhöhen und Eckradien an, die genau eingehalten werden sollten. Bemessen Sie den entsprechenden Eckradius im Verhältnis zur Fase am Lager.

3. Vorspannung nicht korrekt angeben

Bei der Vorspannung einer Linearführung wird der Kugeldurchmesser in Mikrometerschritten gewählt, um die Passung zwischen Block und Schiene anzupassen. Bei Präzisionsanwendungen ist eine positive Vorspannung in der Regel von Vorteil, d. h., es besteht kein Spiel zwischen Block, Schiene und Kugel. Je nach Anwendung können die Kugeln sogar einer gewissen Kompression ausgesetzt sein. Eine richtig spezifizierte Vorspannung kann negative Faktoren wie Vibration, Lärm, Wärmeentwicklung und Durchbiegung reduzieren. Eine falsch spezifizierte Vorspannung kann jedoch die Reibung erheblich erhöhen und die Systemleistung verschlechtern. Man könnte leicht annehmen, dass der Kauf einer hochpräzisen Linearführung mit Vorspannung die beste Leistung bringt. Dies ist richtig, wenn die Präzision der Montageflächen der Präzision der Linearführung entspricht. Wenn es jedoch nicht möglich ist, die Montageflächen so genau wie die Linearführung zu machen, kann eine Vorspannung in der Führung tatsächlich Probleme verursachen. Die Vorspannung der Linearführung muss an die Genauigkeit angepasst werden, die mit den Montageteilen erreicht werden kann. Wenn die vom Hersteller geforderte Genauigkeit nicht erreicht werden kann, empfiehlt sich eine Linearführung mit linienförmiger Passung (normale Vorspannung) oder etwas zusätzlichem Spiel. Das zusätzliche Spiel ermöglicht der Führung, die Fehlausrichtung auszugleichen. Die Führung hat dann zwar kein freies Spiel mehr, weist aber auch nicht die hohe Reibung auf, die beim Einbau einer vorgespannten Führung in ein System mit geringer Genauigkeit entsteht. In manchen Fällen ist ein reibungsarmes System die wichtigste Anforderung. In diesem Fall empfiehlt es sich, ein gewisses internes Spiel vorzusehen, um die Reibung so gering wie möglich zu halten.

4. Nicht über den gesamten Verfahrweg testen

Ein Problem lässt sich nicht beheben, wenn man nichts von seiner Existenz weiß. Linearführungen müssen nach der Montage über den gesamten Verfahrweg geprüft werden. Ist eine direkte Messung der Parallelität nicht möglich, sollte zusätzlich die Schubkraft des Schlittens gemessen werden. Die Schubkraft sollte beim Verschieben der Führung auf etwa 20 % genau konstant sein. Steigt die Schubkraft an einer Stelle – häufig an einem Ende der Führung – an, kann dies darauf hinweisen, dass die Schienen nicht parallel sind und neu ausgerichtet werden müssen.

5. Nichtberücksichtigung der Auswirkungen von Materialien und Beschichtung auf Kosten und Lieferzeit

Allzu oft konzentriert sich der Aufwand bei der Lagerspezifizierung auf mechanische Parameter, während Materialien und Beschichtungen als weniger wichtig behandelt werden. Tatsächlich können Materialien und Beschichtungen einen erheblichen Einfluss auf ein Projekt haben, nicht nur in Bezug auf die Leistung, sondern auch in Bezug auf Kosten und Lieferzeit. Korrosionsschutzoptionen reichen beispielsweise von dünner, dichter Verchromung bis hin zu verschiedenen Schwarzchrombeschichtungen. In manchen Fällen kann die Wahl einer Edelstahlversion einer Linearführung eine effektivere Lösung sein. Das Problem ist nicht nur eines der Materialien, sondern auch des Standorts. Manche Beschichtungen können in einem Werk im Ausland durchgeführt werden, andere im Inland. Ein kürzlich eingegangener Auftrag verdeutlicht dies. Derzeit herrscht weltweit ein Mangel an bestimmten Typen und Größen von Linearlagern. Ein Kunde spezifizierte eine Schwarzchrombeschichtung zum Korrosionsschutz. Das Problem war, dass die Beschichtung im japanischen Werk unseres Partners aufgetragen werden musste, was die Lieferzeit im Vergleich zum Standardprodukt verlängerte. Nach eingehender Prüfung empfahlen wir eine alternative Beschichtung. Diese bot einen vergleichbaren Schutz, war aber im US-Werk des Partners erhältlich. Die Umstellung halbierte die Lieferzeiten für die Teile bei minimalen Kostenauswirkungen. Richtig spezifizierte und installierte Linearführungen liefern effektive Leistung in Linearbewegungssystemen. Achten Sie auf die oben genannten Fallstricke, und Ihr System ist auf Erfolgskurs.