Profilschienenführungen
Bei Profilschienenführungen rollen Wälzkörper zwischen Führungswagen und Führungsschiene auf gehärteten Laufbahnen ab. Die Wälzkörper bilden durch die Umläufe im Wagen einen Kreislauf, diese Bauweise ermöglicht eine endlose Führung mit unbegrenztem Hub. Als Wälzkörper werden Kugeln und Rollen eingesetzt, die Wahl hängt im Wesentlichen von der benötigten Tragfähigkeit sowie der Geschwindigkeitsanforderung ab. Eine Kombination der Wägen und Schienen von unterschiedlichen Fabrikaten ist nicht möglich.
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Profilschienenführungen
Aufbau und Funktion
Bei Profilschienenführungen rollen Wälzkörper zwischen Führungsschiene und Führungswagen auf gehärteten Laufbahnen. In einem Umlauf im Führungswagen werden die Wälzkörper geführt, umgelenkt und durch den Rücklauf in die Laufbahn zurückgeführt. Dieser Umlauf ermöglicht eine endlose Führung mit unbegrenztem Hub.
Als Wälzkörper werden Kugeln oder Rollen verwendet.
Kugelgelagerte Profilschienenführungen (Kugelumlaufeinheiten) sind für Anwendungen geeignet, die durch höhere Geschwindigkeiten und höhere Beschleunigungen gekennzeichnet sind.
Profilschienenführungen mit Rollen (Rollenumlaufeinheiten) werden eingesetzt, wenn Längsführungen hohe Lasten aufnehmen müssen, wenn besondere Steifigkeit gefordert ist und noch sehr genau verfahren werden soll.
Üblich sind zwei, vier oder sechs Wälzkörperreihen. Mit zunehmender Anzahl von Wälzkörperreihen steigen die Tragfähigkeit und die Steifigkeit der Profilschienenführung, da Lasten von mehr Wälzkörpern getragen werden. Allerdings steigt auch die Reibung an.
Je nach Verlauf der Kraft-Wirklinien durch die Berührungspunkte spricht man entweder von einer X- oder O-Anordnung der Laufbahnen.
Profilschienenführungen in X-Anordnung haben wegen des geringeren Abstandes der Laufbahnen einen kürzeren Hebelarm. Dadurch können Schiefstellungen in Mehrachssystemen besser aufgenommen werden
(Selbstausrichtung).
Profilschienenführungen in O-Anordnung weisen dagegen eine deutlich höhere Steifigkeit und größere Momentenbelastbarkeit in Mx-Richtung auf und bieten Vorteile bei abhebenden Kräften.
Vorspannung und Steifigkeit
Führungswägen können durch Verwendung von Wälzkörpern mit definiertem Übermaß vorgespannt werden. Die Vorspannung wird in Abhängigkeit von der dynamischen Tragzahl „C“ angegeben und in Klassen eingeteilt. Mit ihr lässt sich die Steifigkeit der Profilschienenführung einstellen, die sich mit der Vorspannung erhöht. Gleichzeitig wird jedoch auch der Verschiebewiderstand und somit die Gebrauchsdauer der Profilschienenführung beeinflusst.
Genauigkeit
Führungswagen und Führungsschiene werden in Genauigkeitsklassen eingeteilt. In diesen Klassen werden die Höhengenauigkeit, die Seitengenauigkeit, die Parallelität sowie die Ablaufgenauigkeit einer Profilschienenführung zusammengefasst. So können den Anforderungen des Einsatzortes passende Genauigkeiten gewählt werden.
Gefahr bei Kurzhub
Anwendungen mit Kurzhub, bei dem pro Hub nicht alle im Umlauf befindlichen Wälzkörper in die Tragzone gelangen, führen zu frühzeitiger Materialermüdung und somit zum Ausfall von Profilschienenführungen. Da der Wälzkörperumlauf nicht vollständig durchlaufen wird, besteht darüber hinaus die Gefahr der unzureichenden Schmierung. Die ausreichende Versorgung mit Schmiermitteln kann mit einem Schmierhub gesichert werden.