Linearführungen im Überblick

Drei Wälzkörper-Arten

Linearführungen unterscheiden sich zunächst im verwendeten Wälz- oder Gleitkörper:

• Kugelführung – punktförmiger Kontakt, hohe Genauigkeit, geringes Losbrechmoment, Geschwindigkeit bis 5 m/s; empfindlicher gegen Stöße.
• Rollenführung – linienförmiger Kontakt, deutlich höhere Tragzahl bei gleicher Baugröße, typisch 2–3 m/s; höhere Reibung, größere Bauform.
• Gleitführung – ganz ohne Wälzkörper, Gleitelemente aus Kunststoff, Bronze oder Verbundwerkstoff; wartungsfrei, hohe Dämpfung, korrosionsbeständig, aber geringere Genauigkeit und meist unter 1 m/s.

Drei Bauformen

Unabhängig vom Wälzkörper unterscheidet sich auch die konstruktive Architektur von Schiene und Wagen:

Bei der Profilschienenführung laufen Kugeln oder Rollen in geschliffenen Laufbahnen und werden im Wagen über Umlenkkanäle endlos zurückgeführt (Rollenumlauf) – der Hub ist theoretisch unbegrenzt, und der Wagen nimmt Kräfte und Momente aus allen Richtungen auf.

Käfig- bzw. Kreuzrollenführungen arbeiten ohne Umlauf: Die Wälzkörper sitzen in einem Käfig zwischen zwei prismatischen Laufbahnen und bewegen sich mit dem halben Schlittenweg mit. Der Hub ist dadurch auf etwa das Doppelte der Käfiglänge begrenzt (typisch unter 500 mm) – dafür sind diese Führungen extrem laufruhig, spielfrei vorspannbar und erreichen höchste Geradheits- und Wiederholgenauigkeit. Bei langer Standzeit muss der Käfigversatz beachtet werden; hochwertige Ausführungen lösen das mit einer Käfigzwangssteuerung (meist Zahnstange und Ritzel), die den Käfig zwangsläufig auf halber Schlittengeschwindigkeit hält.

Die Rundwellenführung lässt ein Linearkugellager auf einer gehärteten Rundwelle laufen – freitragend (kostengünstig, aber durchbiegungsbegrenzt) oder unterstützt (steifer, für lange Hübe). Sie verzeiht größere Ausrichtfehler, hat aber geringere Momentensteifigkeit als die Profilschiene.

Kurz angewendet

Eine CNC-Portalachse mit mehreren Metern Verfahrweg braucht eine Profilschienenführung mit Rollenumlauf – nur der Wälzkörperumlauf ermöglicht diesen Hub. Ein Koordinatenmessgerät mit kurzem Verfahrweg, das höchste Geradheit fordert, ist dagegen ein klassischer Fall für eine Käfig- bzw. Kreuzrollenführung. Und eine Verpackungsmaschine in feuchter Umgebung, die kaum gewartet werden soll, fährt am besten mit einer Gleitführung.