Hochleistungskunststoffe bieten neue Möglichkeiten in der Konstruktion von Linearführungen. Einmal eingebaut halten sie über die gesamte berechnete Lebensdauer hinweg ihren guten Reibwert – ohne Schmierung, ohne Wartung.
Ob Linearführungen, Gewindetriebe oder komplette Linearachsen – alle Komponenten der klassischen Antriebstechnik gibt es heute als schmiermittelfreie Version. Ausgangspunkt für diese Linearlösungen ist die Gleitlagertechnik: Lineargleitlager arbeiten – im Gegensatz zu Kugelumlaufsystemen – auf Gleitelementen aus Hochleistungskunststoffen. Aufgrund der höheren Kontaktfläche zur Welle oder Führungsschiene und der damit verbundenen geringeren Flächenpressung können beim Gleiten auch weichere Wellen und nicht metallische Gegenlaufpartner eingesetzt werden. Der Einsatz von Schmiermitteln ist hier nicht erforderlich.
Die im Vergleich zu umlaufenden Stahlkugeln konstruktiv einfachere Art der Bewegung reduziert Kosten, Laufgeräusche und Gewicht. Damit erschließen sich, gerade in der Medizintechnik, viele Anwendungsfelder für Lineartechnik. Dazu zählen die Laborautomation und OP-Einrichtung oder auch die Reha-Technik. So liegen bei Waschstationen, Pipettierachsen oder Probentransport die Vorteile auf der Hand: keine Kontamination der Proben durch Schmiermittel, leichte Reinigung, mögliche niedrige Einsatztemperaturen und hohe Chemikalienbeständigkeit. Das geringe Gewicht und die kompakte Bauweise bieten viele Freiheiten in der Konstruktion.
Ein weiteres Einsatzgebiet für Lineargleitlager ist die bildgebende Diagnostik. Hier werden die Systeme in Patientenliegen, Detektorverstellungen oder Positioniersystemen eingesetzt. Und auch hier spielen Hochleistungskunststoffe ihre Vorteile aus; sie sind strahlungsbeständig, nicht magnetisch und röntgentransparent und in Magnetresonanz-Systemen ebenso einsetzbar wie in Röntgengeräten.
Ein Beispiel für solche Lösungen ist die flexible Drylin-W-Baureihe der Kölner Igus GmbH: Die Reihe umfasst schmierfreie Linearachsen, die mit Trapez- oder Steilgewinde oder Zahnriemen angetrieben werden. Die dünnwandigen Kunststoffteile gleiten im Extremfall auf jeder Oberfläche. Die Konstrukteure von Igus bevorzugen beschichtete Aluminiumschienen. Diese sind leicht und geben viel Spielraum in der Geometriegestaltung. So können die Profile individuell gestaltet werden – auch mit geringen Bauhöhen von 12,5 mm bei 80 mm Breite. Diese Flexibilität ist bei Kugelumlaufsystemen aus gehärtetem Stahl nicht möglich.
Ein Trend in der Lineartechnik ist ferner die Reduzierung der Kosten. Dazu setzt Igus Produktionsverfahren wie Spritz- und Zinkdruckguss ein: Wird als Träger ein Aluminium-Strangpress-Profil mit einer Gleitführung aus tribooptimierten Hochleistungskunststoff kombiniert, ergibt sich aufgrund der Schmiermittelfreiheit eine besonders langlebige Lösung. Dies ist zum einen aus ökologischen Gründen wichtig; zum anderen auch kostentechnisch, denn Stillstandzeiten durch Schmierung und Wartung der Maschinen entfallen.
Einmal eingebaut halten die Linearführungen über die berechnete Lebensdauer hinweg ihren guten Reibwert: ohne Schmierung, ohne Wartung. Da sie immer häufiger in der direkten Arbeitsumgebung von Mitarbeitern eingesetzt werden, spielt die geringe Geräuschentwicklung der Komponenten eine wichtige Rolle. Lineargleitlager laufen leise, da kein mechanisches Abrollen harter Reibungspartner wie bei Metall- oder Keramikkugeln erfolgt.
Selbst in der industriellen Automation, wo Anwender heute noch an Kugelgewindetriebe denken, wird die Wälztechnik bereits durch schmierfreie Gleitgewindetriebe ersetzt. Dabei ist die Spindelgeometrie auf die Kunststoffe abgestimmt. Durch neue Abmessungen bei Gewindetrieben – es werden Steigungen von 1 bis 80 mm realisiert – sowie neues Kunststoffmaterial für Muttern konnte der Wirkungsgrad von Gleitgewindetrieben erhöht werden. Dadurch öffnen sich weitere Anwendungsmöglichkeiten in Handlingprozessen und der Automation.
Mit Hilfe eines rund um die Uhr erreichbaren Konfigurators können Entwickler die Komponenten online auswählen, berechnen, konfigurieren und bestellen. Derzeit wird das Lineartechnik-Progamm sogar weiter ausgebaut und die Standardisierung kombinierter Achsen zu Linien-, Flächen- oder Raumportalen – wie sie sich in Pipettieranlagen finden – vorangetrieben. Diese sind in verschiedenen Größen ab Lager erhältlich.
Ulf Hottung Igus, Köln
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