Bild: Lukas Gojda - Fotolia

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Ein entscheidender Schritt bei jeder Planung eines Linearsystems besteht darin, die Umgebungsbedingungen zu verstehen, unter denen das System zum Einsatz kommen wird. Die zentralen Vorüberlegungen betreffen die zu erwartenden Temperaturen, das Staub- und Schmutzaufkommen, der Kontakt mit Chemikalien, Strahlwasser, Vibrations- und Stoßbelastungen, Strahlungen sowie weitere relevante Umgebungsfaktoren, denen das Linearsystem ausgesetzt sein könnte. Sie sollten diese Hauptfaktoren dokumentieren, bevor Sie die Werkstoffe auswählen. Sammeln Sie konkrete Daten und untersuchen Sie die Störungsfälle der Vorgängerprodukte, damit Sie auf Grundlage objektiver Fakten anstatt subjektiver Meinungen arbeiten.

Nutzen Sie das Applikationswissen Ihrer Logistikkette, um die passenden Linearkomponenten auszuwählen, indem Sie sich anhand der gesammelten Daten für die geeigneten Werkstoffe, Beschichtungen und Schmiermittel entscheiden. Entwickeln Sie als Nächstes einen Validierungsplan, der Tests sowohl zur Langlebigkeit als auch in Bezug auf die Umgebungsbedingungen enthält. Auf diese Weise stellen Sie sicher, dass die gewählten Werkstoffe die erwartete Lebensdauer und Standzeiten mitbringen.

Erwägen Sie zudem die Nutzung eines sogenannten HALT-Prüfverfahren (Highly Accelerated Life Testing), das die Komponenten progressiv steigenden Umgebungsbelastungen aussetzt, die am Ende deutlich über den realen Betriebsbedingungen liegen. Das HALT-Prüfverfahren wird normalerweise während der Entwicklungsphase durchgeführt, um Konstruktionsprobleme und Schwachstellen aufzudecken.

Linearsysteme
Linearsysteme können durch ihre vielfältigen Einsatzgebiete in der Industrie teilweise sehr harten Umgebungsbedingungen ausgesetzt sein. Das Unternehmen Thomson bietet ein breites Portfolio in Sachen lineare Antriebstechnik an und weiß um die Punkte, die bei der richtigen Auslegung zu beachten sind. Denn: Jede Umgebungsbedingung erfordert eine spezifische Ausstattung. Bild: Thomson

Die Auswahl der Komponenten

Abdichtungen
In Sachen Abdichtungen gibt es Varianten, die ohne jegliche Abdichtung auskommen, welche mit Faltenbalg-Manschette, Abdeckung oder vollständiger Kapselung. Bild: Thomson

Mittlerweile gibt es moderne Dimensionierungs- und Auswahlwerkzeuge, die dabei helfen, bei den Komponentenwerkstoffen die Umgebungsaspekte eines Linearsystems zu berücksichtigen. Als Nutzer geben Sie die wichtigen Anwendungsparameter ein, die das Werkzeug für Berechnungen nutzt, wie die Belastung/Lebensdauer der Linearlager und Kugelgewindetriebe oder deren kritische Drehzahl. Außerdem wählen Sie Umgebungsbedingungen, von denen die Auswahl der passenden Werkstoffe, Gehäuseausführungen und Schmierpläne abhängt. Sie können beispielsweise folgende Faktoren auswählen:

  • Wasser-/Chemikalien-Sprühnebel/Schleier
  • Stoß/Druckausübung/Vibration
  • mittleres bis starkes Staubpartikel-Aufkommen
  • Hochdruck-/Hochtemperatur-Strahlwasser
  • Wasser-/Chemikalien-Spritzer
  • Reinraum.

Das Programm empfiehlt daraufhin Ausstattungsmerkmale der Lineareinheit wie verchromte Flächen, Edelstahl-Bauteile oder Polymer-Gleitlager, um den Umgebungsbedingungen standzuhalten.

Leistungsmerkmale der Komponenten

Kugelführungen
Kugelführungen sind ebenfalls als korrosionsbeständige Ausführungen erhältlich. Bild: Thomson

Die Kugelführung oder Auflageschiene, Welle oder Aluminium-Oberfläche stützt das Lager und ist in der Regel in den Werkstoffen Standardstahl, Edelstahl, Armoloy-beschichtet oder verchromt erhältlich. Die Linearlager bestimmen die Traglast und Lastmoment-Kapazität des gesamten Systems.

Mögliche Ausführungen sind Linear-Ball-Bushing-Lager mit Rundschiene, Profilschienen sowie Rollen- oder Polymerführungen. Die meisten sind als standardmäßig korrosionsfeste Linearlager oder als Polymer-Gleitlager erhältlich. Die Schrauben, Bolzen und Muttern, mit denen die Lineareinheit zusammengehalten wird, werden üblicherweise in Standard- oder Edelstahlausführung angeboten.

Zur Abdichtung oder zum Schutz einer Lineareinheit reichen die Möglichkeiten vom Verzicht auf eine Abdeckung über Manschetten, Hüllen bis zur vollständigen Kapselung. Schließlich kann bei der Schmierung der Lineareinheit zwischen Standard- oder Reinraum-Schmiermitteln gewählt werden.

Linear-Ball-Bushing-Lager mit Rundschiene, Profilschienen sowie Rollen- oder Polymerführungen sind darüber hinaus als korrosionsfeste Linear- beziehungsweise Polymer-Gleitlager erhältlich. Sie eignen sich für Einsatzbereiche wie in Reinräumen, bei Heiß- oder Strahlwasser-Anwendungen, bei Chemikalien-Sprühnebel sowie bei der Verwendung von chemischen Reinigungsmitteln.