Die Grundlage der präzisen Bewegungsführung
Der Erfolg moderner Technik – von der filigranen Schichtbildung eines 3D-Druckers bis zum kontinuierlichen Schwerlastbetrieb großdimensionierter Fabrikautomatisierung – beruht grundlegend auf präziser, reproduzierbarer Bewegung.
Lineargeführungen sind ein System aus Laufwagen und Schiene, das die Bewegung einer Anwendung abstützt. Die Laufwagen bewegen sich entlang der Linearführungsschiene auf der vorgesehenen Ebene.
In diesem Leitfaden reduzieren wir die Komplexität auf das Wesentliche und vermitteln die Grundlagen der Lineargeführungen. Vorgestellt werden die wichtigsten Ausführungen, darunter die Serien HG, EG, QH, QE, RG, MG und weitere.
Welche Arten von Linearführungen gibt es
Typische Linearführungen im allgemeinen industriellen Einsatz:
Profilschienen bzw. Vierkantschienen (z. B. Serien HGH, HGR, MGN) – die am weitesten verbreitete Bauart. Sie bestehen aus einer Schiene mit annähernd quadratischem Querschnitt und einem passenden Laufwagen bzw. Block mit Umlaufkugeln.
Rundschienen bzw. Wellen mit Linearlagern – zylindrische Wellen in Kombination mit Linearkugellagern; einfacher und kostengünstiger, jedoch mit geringerer Steifigkeit.
Miniatur-Linearführungen – verkleinerte Ausführungen von Profilschienen für kompakte Präzisionsanwendungen, etwa in der Elektronik, in 3D-Druckern oder in kleinen Maschinen.
Rollenführungen – sie verwenden Rollen anstelle von Kugeln und bieten eine höhere Tragfähigkeit sowie größere Steifigkeit. Sie werden häufig in schweren Werkzeugmaschinen eingesetzt.
Kugel- oder Rollenumlauf – bei Profilschienen unterscheidet man Laufwagen mit Kugelumlauf, die einen ruhigeren Lauf und mittlere Tragfähigkeit bieten, und Laufwagen mit Rollenumlauf, die höhere Lasten aufnehmen und steifer ausfallen.
Einbahnsysteme versus Doppelschienen-Systeme – je Achse eine einzelne Schiene oder zwei parallel angeordnete Schienen für zusätzliche Stabilität, je nach Last- und Präzisionsanforderung.
Kugelumlaufführungen mit Käfig – eine Variante der Kugelführung mit Käfig bzw. Distanzhalter zwischen den Kugeln zur Reduzierung von Reibung und Geräuschentwicklung, häufig in Hochgeschwindigkeits- oder Hochpräzisionsanlagen eingesetzt.
HG-Serie
Die HIWIN Die Linearführungen der HG-Serie sind auf hohe Festigkeit ausgelegt und nutzen ein kreisbogenförmiges Nutprofil, das im Vergleich zu ähnlichen Produkten eine überlegene Steifigkeit und Tragfähigkeit bietet. Da die Konstruktion in radialer und seitlicher Richtung gleiche Tragzahlen ermöglicht und über eine Selbstausrichtungsfunktion zur Aufnahme von Montagefehlern verfügt, gewährleistet die HG-Serie auch bei hohen Geschwindigkeiten hohe Genauigkeit, ruhigen Lauf und eine lange Lebensdauer.
Merkmale der HG-Serie
Selbstausrichtung
Die HG-Serie ist für eine einfache und problemlose Montage ausgelegt. Die einzigartige kreisbogenförmige Laufbahn mit 45°-Kontaktpunkten verleiht der Führung eine inhärente Selbstausrichtungsfähigkeit. Dadurch kann das System die meisten Oberflächenunebenheiten und Montagetoleranzen durch die elastische Verschiebung der Wälzkörper automatisch ausgleichen. Das Ergebnis ist eine unkomplizierte Montage bei zugleich garantierter hoher Genauigkeit und äußerst ruhigem Linearbewegungsablauf.
Austauschbarkeit
Durch die präzise Maßkontrolle in der Fertigung weist die HG-Serie einen engen Toleranzbereich auf, der eine vollständige Austauschbarkeit ermöglicht. Dadurch kann jeder Wagen frei mit jeder Schiene derselben Baureihe kombiniert werden, ohne dass die Maßgenauigkeit beeinträchtigt wird. Dies vereinfacht Lagerhaltung und Ersatzteilmanagement erheblich. Zusätzlich ist im Wagen ein Kugelhalter integriert, der sicherstellt, dass die Stahlkugeln beim Abnehmen des Laufwagens von der Schiene für Wartungsarbeiten zuverlässig in Position bleiben.
Hohe Steifigkeit in alle vier Richtungen
Die HG-Serie ist mit einer robusten Vierreihen-Konstruktion ausgelegt und bietet dadurch in allen Richtungen gleiche Tragzahlen – radial, umgekehrt radial und lateral. Darüber hinaus vergrößert die spezielle kreisbogenförmige Laufbahn die Kontaktbreite zwischen Wälzkörpern und Laufbahn. Genau diese Konstruktion ermöglicht es dem System, hohe zulässige Belastungen bei zugleich außergewöhnlich hoher Steifigkeit aufzunehmen.
Aufbau der HG-Serie
Umlaufendes Wälzkörpersystem: Wagen, Schiene, Endkappe und Halter
Schmiersystem: Schmiernippel und Rohrleitungsanschluss
Staubschutzsystem: Enddichtung, Bodendichtung, Schraubenkappe, Doppeldichtungen und Abstreifer
Ausführungen der HG-Serie
Wagentypen
Quadratische Ausführung
Flanschausführung
Schienentypen
Genauigkeitsklassen
Die HG-Serie umfasst fünf Genauigkeitsklassen: Normal (C), Hoch (H), Präzision (P), Superpräzision (SP) und Ultrapräsision (UP). Wählen Sie die passende Klasse entsprechend den Genauigkeitsanforderungen Ihrer Anlage.
Vorspannklassen
Jede Führungsschiene kann mit überdimensionierten Kugeln vorgespannt werden. In der Regel weist eine Linearführung ein geringes negatives Spiel zwischen Laufbahnen und Kugeln auf, um die Steifigkeit zu erhöhen und eine hohe Präzision sicherzustellen. Wie in der Abbildung dargestellt, erhöht eine Vorspannung die Tragfähigkeit, verdoppelt die Steifigkeit und halbiert die Durchbiegung. Bei Ausführungen kleiner als HG20 wird empfohlen, die Vorspannung auf maximal ZA zu begrenzen, um eine übermäßige Vorspannung zu vermeiden, die die Lebensdauer der Führungsschiene verkürzen könnte.
Klasse | Code | Vorspannung | Bedingung | Anwendungsbeispiele |
Leichte Vorspannung | Z0 | 0–0,02C | Definierte Lastrichtung, geringe Stoßbelastung, niedrige Genauigkeitsanforderungen | Förderanlagen, automatische Verpackungsmaschinen, X-Y-Achsen allgemeiner Industriemaschinen, Schweißmaschinen, Schweißanlagen |
Mittlere Vorspannung | ZA | 0,05C–0,07C | Hohe Präzision erforderlich | Bearbeitungszentren, Z-Achse allgemeiner Industriemaschinen, Funkenerosionsmaschinen, NC-Drehmaschinen, Präzisions-X-Y-Tische, Messgeräte |
Hohe Vorspannung | ZB | 0,10C–0,12C | Hohe Steifigkeit erforderlich, bei Vibrationen und Stoßbelastung | Bearbeitungszentren, Schleifmaschinen, NC-Drehmaschinen, horizontale und vertikale Fräsmaschinen, Z-Achse von Werkzeugmaschinen, Hochleistungs-Zerspanungsmaschinen |
Hinweis: Das „C“ in der Vorspannungsspalte bezeichnet die dynamische Tragzahl.
EG-Baureihe
Die EG-Serie ist in flacher Bauform ausgeführt und bietet gleichzeitig hohe Tragfähigkeit und Steifigkeit. Sie weist in allen vier Belastungsrichtungen gleiche Tragzahlen auf und verfügt über eine selbstausrichtende Funktion, die Montagefehler ausgleicht und so eine höhere Genauigkeit gewährleistet. Durch die reduzierte Bauhöhe und die kompakte Baulänge eignet sie sich ideal für Hochgeschwindigkeits-Automatisierungsanlagen und Anwendungen mit begrenztem Bauraum. Der Kugelhalter ist so ausgelegt, dass die Kugeln auch dann sicher in Position bleiben, wenn der Wagen von der Schiene abgenommen wird.
Aufbau der EG-Serie
Umlaufendes Wälzkörpersystem: Wagen, Schiene, Endkappe und Halter
Schmiersystem: Schmiernippel und Rohrleitungsanschluss
Staubschutzsystem: Enddichtung, Unterdichtung, Abdeckung und Abstreifer
Ausführungen der EG-Serie
Wagentypen
Quadratische Ausführung
Flanschausführung
Schienentypen
Genauigkeitsklassen
Die Genauigkeit der EG-Serie ist in fünf Klassen unterteilt: Normal (C), Hoch (H), Präzision (P), Superpräzision (SP) und Ultrapräzision (UP). Bitte wählen Sie die Klasse entsprechend der Genauigkeitsanforderung der eingesetzten Anlage.
Vorspannklassen
Jede Führungsschiene kann vorgespannt werden. Üblicherweise weist eine Linearführung ein negatives Spiel zwischen Laufbahn und Kugeln auf, um die Steifigkeit zu erhöhen und eine hohe Präzision sicherzustellen. Die Abbildung zeigt, dass sich die Steifigkeit der Linearführung durch eine Vorspannung weiter verbessern lässt. Für Baugrößen kleiner als EG20 wird eine Vorspannung von höchstens ZA empfohlen. So wird ein Überlastzustand vermieden, der die Lebensdauer der Führung beeinträchtigen könnte.
Klasse | Code | Vorspannung | Bedingung |
Sehr geringe Vorspannung | Z0 | 0–0,02C | Definierte Belastungsrichtung, geringe Stoßbelastung, niedrige Genauigkeitsanforderung |
Leichte Vorspannung | ZA | 0.03C-0.05C | Geringe Last und hohe Genauigkeitsanforderung |
Mittlere Vorspannung | ZB | 0.06C-0.08C | Hohe Steifigkeit erforderlich, bei Vibrationen und Stoßbelastung |
Hinweis: Das „C“ in der Vorspannungsspalte bezeichnet die dynamische Tragzahl.
WE-Serie
Die WE-Serie bietet in radialer, umgekehrt radialer und lateraler Richtung gleiche Tragzahlen bei 45°-Kontaktwinkeln. Die breite Schienenkonstruktion ermöglicht hohe Last- und Momentaufnahmen bei gleichzeitig hoher Steifigkeit der Führung. Die selbstausrichtende Struktur gleicht die meisten Montagefehler aus und gewährleistet so hohe Genauigkeit. Dank der flachen Bauform, des niedrigen Schwerpunkts und der Option zur Einzelschienenanordnung eignet sich die WE-Serie ideal für Anwendungen mit begrenztem Bauraum oder mit hoher Momentenbelastung.
Aufbau der WE-Serie
Umlaufendes Wälzkörpersystem: Wagen, Schiene, Endkappe und Halter
Schmiersystem: Schmiernippel und Rohrleitungsanschluss
Staubschutzsystem: Enddichtung, Unterdichtung, Abdeckung und Abstreifer
Ausführungen der WE-Serie
Wagentypen
Quadratische Ausführung
Flanschausführung
Schienentypen
Genauigkeitsklassen
Die Genauigkeit der WE-Serie ist in fünf Klassen unterteilt: Normal (C), Hoch (H), Präzision (P), Superpräzision (SP) und Ultrapräzision (UP). Bitte wählen Sie die Klasse entsprechend der Genauigkeitsanforderung der eingesetzten Anlage.
Vorspannklassen
Jede Führungsschiene kann zur Leistungssteigerung vorgespannt werden. Typischerweise weist eine Linearführung ein geringes negatives Spiel zwischen Laufbahn und Kugeln auf, um die Steifigkeit zu erhöhen und eine hohe Präzision zu gewährleisten. Wie dargestellt, erhöht eine Vorspannung die Steifigkeit der Linearführung zusätzlich.
Klasse | Code | Vorspannung | Bedingung |
Sehr geringe Vorspannung | Z0 | 0–0,02C | Definierte Belastungsrichtung, geringe Stoßbelastung, niedrige Genauigkeitsanforderung |
Leichte Vorspannung | ZA | 0.03C-0.05C | Geringe Last und hohe Genauigkeitsanforderung |
Mittlere Vorspannung | ZB | 0.06C-0.08C | Hohe Steifigkeitsanforderung bei Vibrationen und Stoßbelastungen |
Hinweis: Das „C“ in der Vorspannungsspalte bezeichnet die dynamische Tragzahl.
MG-Serie
Merkmale der MGN-Serie
Kompakt und leicht – ideal für den Einsatz in Miniaturgeräten.
Das Kontaktprofil in gotischer Bogenform ermöglicht es der Führung, Lasten aus allen Richtungen aufzunehmen und dabei hohe Steifigkeit sowie Präzision beizubehalten.
Ausführungen mit Kugelhalter verhindern, dass die Kugeln herausfallen, wenn der Laufwagen von der Schiene abgenommen wird.
Austauschbare Ausführungen sind in ausgewählten Baugrößen und Genauigkeitsklassen erhältlich.
Aufbau der MGN-Serie
Wälzkreislaufsystem: Laufwagen, Schiene, Kugel, Endkappe und Halterung (außer Größe 2, 3)
Schmiersystem: Für MGN15 ist ein Schmiernippel vorgesehen; die Schmierung erfolgt mit der Fettpresse. MGN7, 9 und 12 werden über die seitliche Bohrung an der Endkappe geschmiert.
Staubschutzsystem: Enddichtung (außer Größe 2), Bodendichtung (optional für Größe 9, 12, 15), Kappe (Größe 12, 15)
Ausführungen der MG-Serie
Wagentypen
Quadratische Ausführung
Vielfältige Ausführungen
Schienentypen
Genauigkeitsklassen
Die Genauigkeit der MG-Serie wird in die Klassen normal (C), hoch (H) und Präzision (P) eingeteilt. Bitte wählen Sie die Klasse entsprechend der Genauigkeitsanforderung der eingesetzten Anlage.
Vorspannklassen
Klasse | Code | Vorspannung | Genauigkeit |
Leichtes Spiel | ZF | Spiel 4–10 μm | C |
Sehr geringe Vorspannung | Z0 | Lagerspiel 0–3 μm | C-P |
Leichte Vorspannung | Z1 | 0,02C | C-P |
Hinweis: Das „C“ in der Vorspannungsspalte bezeichnet die dynamische Tragzahl.
Zusammenfassung
Dieser Leitfaden stellt Linearführungen für moderne Automatisierungssysteme vor, mit denen sich präzise und reproduzierbare Bewegungen realisieren lassen. Im Mittelpunkt steht der Vergleich der Hauptbaureihen HG, EG, WE und MG. Entdecken Sie das vollständige Sortiment an Linearführungen bei lily bearing und finden Sie noch heute die passende Lösung für Ihre Automatisierungsanforderungen.
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