Kleine Leistungsträger

Lineartechnik - Miniaturisierte Linearsysteme eröffnen immer neue Möglichkeiten zur Konstruktion von hoch dynamischen, präzisen und kompakten Anwendungen in vielen Bereichen der Industrie.

16. September 2005

Ein wichtiger Trend in etlichen Branchen ist seit vielen Jahren eine zunehmende Miniaturisierung: Insbesondere in den Bereichen Elektronik, Medizin- und Messtechnik entstehen immer mehr Produkte, die auf gleichem oder gar kleinerem Raum immer mehr Funktionalität enthalten. Als Konsequenz erfordert die Fertigung derartiger Endprodukte eine immer feingliedrigere und präzisere Fertigungstechnik. Die Hersteller der Produktionsmaschinen stehen deshalb vor der Aufgabe, mit immer weniger Bauraum mehr Leistung zu erzielen. Gefragt ist die Kompaktheit dabei speziell in der Linear- und Antriebstechnik. Der Antriebstechnikhersteller Bosch Rexroth hat deshalb in den vergangenen Jahren seine Produktpalette um eine Vielzahl an Miniatur-Linearführungen und kompakten Linearsystemen erweitert. Zu den ersten Bereichen, mit denen beim den Schweinfurtern die Miniaturisierung der Führungselemente begann, gehörten die Kugelschienenführungen. Sie werden mittlerweile in nahezu allen Branchen eingesetzt. Viele Anwendungsfälle finden sich unter anderem in der Medizintechnik. So sind Miniatur-Kugelschienenführungen beispielsweise ein Teil der Z-Achse von Blutpumpen. Die wichtigste konstruktive Einschränkung ist hier der geringe Einbauraum. Sehr hohe Dynamik bei geringsten Abmessungen der Komponenten ist dagegen das wichtigste Ziel in der Elektronik- und Leiterplattenfertigung, wo die kompakten Linearführungen vor allem bei Bestückungs- und Inspektionsaufgaben zum Einsatz kommen. Daneben finden sich Miniatur-Linearführungen bei einer großen Anzahl an Spezialmaschinen. In Stickmaschinen beispielsweise sind die Nadelpakete über Miniatur-Kugelschienenführungen mit den Stickköpfen verbunden, die die Antriebsmechanik für bis zu 15 Nadelstangen pro Nadelpaket enthalten.

Mehr Leistung auf geringerem Bauraum

Die Miniatur-Kugelschienenführungen liefert Rexroth in Normalbreite in den Größen sieben, neun, zwölf, 15 und 20 Millimeter sowie in breiter Ausführung in den Größen neun, zwölf und 15 Millimeter. Lieferbar sind die korrosionsbeständigen Führungsschienen in Teilstücken bis 1.000 Millimeter, in einigen Baugrößen bis 2.000 Millimeter. Bei längeren Verfahrstrecken werden die Führungsschienen an den Stirnseiten aneinander gestoßen.

Für Anwendungen in Maschinen mit geringen Belastungen bietet das Unternehmen aus Schweinfurt zudem Miniatur-Kugelbüchsenführungen für Wellendurchmesser von 3 bis 16 Millimeter. Ein Vorteil dieser Produkte ist die Möglichkeit zum freitragenden Einbau, der den Konstruktions- und Montageaufwand erheblich reduziert.

Miniatur-Antriebstechnik

Stark zugenommen hat auch die Nachfrage nach Miniatur-Kugelgewindetrieben, die bei geringem Bauraum und kleinen Massenträgheiten hohe Geschwindigkeiten ermöglichen. In einer Applikation zum Verschweißen von Lichtleitern beispielsweise positionieren Kugelgewindetriebe mit acht Millimetern Durchmesser Massen von 100 Gramm auf einem Hub von 200 Millimetern mit einer Genauigkeit von zwei Mikrometern und einer Wiederholgenauigkeit von 0,5 Mikrometern. Die Miniatur-Kugelgewindetriebe liefert Rexroth als fertig konfektionierte Produkte in den Durchmessern sechs, acht und 12 Millimeter bestehend aus Spindeln mit einseitiger Endenbearbeitung und Muttern in Flanschausführung. Optional gibt es dazu Lagereinheiten und passende Nutmuttern. Der vergrößerte Durchmesser der Lagerzapfen erhöht die Tragzahl der Endenlagerung.

Funktionsintegration führt zu kompakter Bauform

Etliche Maschinenhersteller verwenden mittlerweile keine Einzelkomponenten, sondern einbaufertige Miniatur-Linearsysteme, die nicht nur kom­pakte Abmessungen bei hohen Leistungsdaten bieten, sondern meist auch Kosten sparen. Solche kompakten Linearsysteme bestehen aus Schienenführungen und Antrieben, die in einem geschlossenen Aluminium- oder Stahlprofil integriert sind. Dazu passend erhältlich sind Motor- und Reglerkombinationen sowie Positioniersteuerungen und Sensorik. In der Praxis bewährt haben sich inzwischen bereits verschiedene Linearsysteme von Rexroth. Dazu gehören zum Beispiel Linearschlitten, die aufgebaut sind aus zwei Wellen und vier in einem Tischteil integrierten Kugelbüchsen. Die so genannten Compact-Module der Serie CKK vereinigen auf geringem Bauraum in einem Aluminium-Hauptkörper zwei Kugelschienenführungen, das Tischteil und den Kugelgewindetrieb. Hohe Ansprüche an Steifheit und Präzision bei kompakten Außenmaßen erfüllen zudem die Präzisionsmodule der Baureihe PSK mit einem aus Stahl gefertigten U-förmigen Hauptkörper mit einer Breite von 50, 60 oder 90 Millimeter sowie geschliffenen Laufbahnen an den Innenseiten der Flanken.

Johannes Neupärtl, Bosch Rexroth

Erschienen in Ausgabe: 06/2005