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Linear-Wälzlager und Linear-Gleitlager

Linearlager sind Lagerungselemente für translatorische Bewegungen. Wie bei rotatorischen Lagern unterscheidet man auch hier, ob rollende oder gleitende Elemente die auftretenden Kräfte übertragen.

Die Anforderungen an Linear-Komponenten sind so unterschiedlich wie die Anwendungen, in denen sie eingesetzt werden. So ist bei Transport- und Zuführsystemen hauptsächlich Geschwindigkeit und Genauigkeit gefragt, während es bei Messmaschinen beispielsweise mehr auf Präzision und Steifigkeit ankommt. Um hier immer die richtige Linear-Führung für die jeweilige Aufgabe zu finden, ist neben einer ausgereiften Produktpalette auch eingehende Beratung wichtig. INA bietet Beides: Ein breites Linear-Programm, kombiniert mit kompetentem Service. Und durch ein genau auf die Anwendung abgestimmtes Zubehör-Programmm kann die umfangreiche Standard-Ausstattung der Führungen sogar noch weiter optimiert werden.

Jede Linearbauart hat charakteristische Eigenschaften, die sie für bestimmte Lagerungsfälle besonders geeignet macht. Allgemeingültige Regeln zur Wahl der Führungsart lassen sich jedoch nur bedingt aufstellen, da fast immer mehrere Faktoren berücksichtigt und gegeneinander abgewogen werden müssen. So sind meist neben der Belastung, der Beschleunigung, der Geschwindigkeit und dem Hub auch Einflüsse wie Temperatur, Schmierung, Vibrationen, Einbau, Wartung usw. zu berücksichtigen.

Linear-Wälzlager

Linear-Wälzlager gibt es als Profilschienenführungen, Laufrollenführungen, Wellenführungen mit Linear-Kugellagern, Flachkäfigführungen, Führungen mit Rollen- und Kugelumlaufschuhen sowie als angetriebene Lineareinheiten (Module und Tische). Daneben fertigt INA für kleinste Bauräume, wie sie beispielsweise in der Mechatronic und Feinwerktechnik auftreten, auch spezielle Miniatur-Führungen. Diese sehr klein bauenden, äußerst tragfähigen, reibungsarmen und hochsteifen Elemente gibt es mit Käfig- oder Umlaufführung. Sie ersetzen durch ihre kompakte Bauweise häufig Lösungen, die deutlich mehr Bauraum beanspruchen.

Die Führungen bestehen aus einer Schiene-Wagen-Einheit, einem Linearlager- Wellensystem oder sind Schiene-Schiene-Einheiten mit dazwischenliegenden Rollen- bzw. Kugel-Flachkäfigen. Angetriebene Lineareinheiten sind Ein- oder Mehrachsen-Komplettsysteme mit mechnischem Führungsystem, E-Motor und einer auf das System abgestimmten Steuerung.

Linearführungen sind einbaufertige Festlager für überwiegend unbegrenzte Hübe. Flachkäfigführungen und Linearführungs-Sets werden durch die Kinematik des Käfigs bis auf wenige Ausnahmen für begrenzte Hübe eingesetzt. Die Lager nehmen Kräfte aus allen Richtungen - nicht in Bewegungsrichtung - und Momente um alle Achsen auf. Wellenführungen mit Linear-Kugellagern eignen sich für Belastungen aus zwei Richtungen und gleichen statische Fluchtungsfehler der Welle aus. Für die im Betrieb oft notwendige hohe Steifigkeit und Genauigkeit sind die meisten Einheiten schon ab Werk vorgespannt oder beim Einbau vorspannbar. Durch unterschiedliche Genauigkeits- und Vorspannungsklassen lassen sich problemlos auch Anwendungen mit hohen Führungs- und Positionier-Anforderungen realisieren

Zur Bestimmung der Führungsgröße werden in erster Linie die Höhe und Art der Belastung sowie die Anforderungen an die Gebrauchsdauer und Betriebssicherheit der Lagerung herangezogen. Im Allgemeinen können bei vergleichbaren äußeren Abmessungen Rollenlager höher belastet werden als Führungen auf Kugelbasis. Bei kleineren bis mittleren Belastungen und hochdynamischen Bewegungen werden daher meist Kugelführungen, bei hohen Belastungen Rollenführungen eingesetzt. Sind besonders hohe Lasten aufzunehmen, eignen sich besonders gut Flachkäfig- und Rollenumlaufführungen.

Linear-Gleitlager

Werden bei Wälzlagerungen die Lagerungs-Elemente durch rollende Teile - die Wälzkörper - voneinander getrennt, so gleitet bei Gleitlagerungen das bewegliche Bauteil auf einer feststehenden Schiene oder Welle. Abhängig von der Bauart der Führung ist die Gleitschicht auf dem beweglichen bzw. starren Bauteil aufgetragen. Die Schmierung erfolgt durch Schmierstoffe, die in die Gleitschicht eingelagert sind.

Linear-Gleitlager sind lineare Festlager für unbegrenzte Hübe. Diese Längsführungen gibt es als Miniatur-Gleitführung, als INA-Linear-Gleitlager und -Gleitlagereinheit sowie als Flachführung. Miniatur-Gleitführungen bestehen aus einem Schiene-Wagen-System mit wartungsfreier Gleitschicht, INA-Linear-Gleitlagereinheiten aus einer wartungsarmen INA-Buchse, die in einem Leichtmetallring sitzt. Flachführungen sind Schienensysteme, bei denen die Gleitfläche auf der Tragschiene mit einem wartungsarmen Gleitbelag versehen ist.

Gleitlager-Führungen sind verschleißarm, statisch hoch belastbar, unempfindlich gegenüber Stößen und Verschmutzung, geräuscharm und arbeiten weitestgehend ruckfrei. Wartungsfreie Gleiführungen müssen nicht geschmiert werden, wartungsarme Werkstoffe verfügen über gute Notlaufeigenschaften. Durch ihre vielfältigen spezifischen Eigenschaften werden die Gleitführungen in vielen Bereichen verwendet, speziell dann, wenn die Lagerstelle wartungsfrei bzw. wartunsgarm sein muß, die Gefahr der Minderschmierung besteht oder Schmierstoff nicht erwünscht bzw. nicht zulässig ist.

Die Lebensdauer einer Linear-Gleitführung hängt im Wesentlichen ab von ihrer Belastung, der Gleitgeschwindigkeit, der Temperatur und der Einschaltdauer. Dazu kommen zusätzliche begrenzende Faktoren wie beispielsweise Verunreinigungen, Korrosion bei Trockenlauf oder mögliche Schmierstoffalterung bei nicht ausreichender Schmierung. Die nominelle Lebensdauer ist deshalb immer nur ein Richtwert.

Viele äussere Einflüsse auf die Linear-Gleitlager sind rechnerisch nicht erfassbar. Versuche unter Einsatzbedingungen ergeben deshalb die sichersten Aussagen über den Einsatz und die Lebensdauer der Führung in der jeweiligen Anwendung.