Super leicht & sehr stabil

Spezial Lineartechnik

Linearführungen – Leichtbau ist in und Konstrukteure setzen mehr und mehr auf Carbon. Darum besteht das Profil der neuen Igus Drylin-Linearführung aus eben diesem Werkstoff. Das macht sie zur leichtesten der Welt.

20. Mai 2015

Dass Gewicht in vielen Anwendungen der Industrie entscheidend ist, ist schon lange kein Geheimnis mehr. Im Bereich der Lineartechnik spielt darum Aluminium als Werkstoff derzeit immer noch eine große Rolle. Aber es gibt mit Carbon, also kohlefaserverstärkten Kunststoffen (CFK), eine lohnenswerte Alternative. Diese setzt Igus jetzt mit der derzeit weltweit leichtesten Linearführung aus ihrem Drylin-Programm spektakulär in Szene.

»Carbon wird in der Industrie bereits in vielen Fällen eingesetzt, aber wir nutzen den Werkstoff nicht als Trägermaterial allein«, sagt Stefan Niermann, Leiter des Geschäftsbereiches Drylin Linear- und Antriebstechnik beim Kölner Spezialisten für »Motion Plactics«.

Niermann konkretisiert: »Viele Anwender setzen auf das Carbonprofil einfach eine Führung aus Stahl. Diese wird für Kugelführungen benötigt, hat aber den Nachteil, dass sie viermal schwerer ist. Darum haben unsere Ingenieure einen wichtigen Schritt weiter gedacht: Bei der neuen Igus-Linearführung gleitet der Führungsschlitten direkt auf dem Carbon. Die hohe Profilgeometrie der Carbonschiene mit einem Hub von bis zu zwei Metern ermöglicht eine Befestigung mittels Spannpratzen, die eine komplizierte mechanische Nachbearbeitung überflüssig macht.«

Qualität aus Erfahrung

Da Igus schon seit mehr als zehn Jahren Wellen aus Carbon anbietet, hat der Kunststoffexperte bereits viele Tests und Erfahrungen gemacht. »Hier hat sich gezeigt, dass Iglidur L250 die optimalen Verschleiß- und Reibwerte in Kombination mit Carbonwellen hat«, so Stefan Niermann. »Dies trifft bisherigen Testergebnissen zufolge auch auf die neuen Schienen zu.« Wie alle Produkte von Igus wird auch diese Neuheit im 1.750 Quadratmeter großen Testlabor ausführlichen Versuchen unterzogen, um verlässliche Aussagen zu den Reibwerten und der Lebensdauer machen zu können.

Ein entscheidender Clou der neuen Produktreihe ist die Zahnriemenachse, da ist sich Stefan Niermann sicher: »Wir bieten Ausführungen komplett aus Kunststoff an. Sie bestehen aus einem Neoprenriemen, einer Umlenkung aus Carbon und Kunststoff sowie Kunststoffkugellagern aus dem Xiros-Programm.« Hier fiel die Wahl auf Lager mit Glaskugeln, weil die höher belastbar sind als die Kunststoffkugeln. Alle mechanischen Komponenten sind komplett metallfrei und darum ist das Linearsystem vollkommen unmagnetisch.

Anwendungen sind überall dort zu finden, wo Bauteile sehr leicht aber gleichzeitig hochsteif sein müssen: Carbon hat die Eigenschaft, noch steifer als Stahl zu sein, aber dabei bis zu 75 Prozent leichter. Leichtbau bedeutet heutzutage viel in der Automation oder Fahrzeugtechnik. Stefan Niermann: »Mit weniger Gewicht benötigt der Anwender weniger Antriebsleistung und er hat weniger Massenschwerkräfte zu bewegen. Darum bietet der Faktor Gewicht reelle Vorteile im Markt.«

Ein Beispiel ist die Robotik. »Hier wird am Ausleger eine oftmals beträchtliche Last geschwenkt und am Vorderteil sitzt zudem eine Mechanik oder ein Greifer«, erklärt Stefan Niermann. »Aufgrund der dadurch entstehenden Dynamik ersetzen Anwender Stahlkomponenten hier gerne durch Carbon, so kann ein Greifer mehr tragen, der Roboter verfügt über eine höhere Nutzlast oder dessen Antriebsleistung lässt sich reduzieren. Diese Maßnahmen äußern sich direkt in einer höheren Effizienz. Das kennt man auch vom Fahrrad.«

Generell lässt Igus eine Flächenpressung von 0,25 bis 0,3 Megapascal zu. Daraus resultiert eine rechnerische Traglast von maximal sechs Kilogramm. In der Praxis liegt diese bei drei bis vier Kilogramm. Bei höheren Gewichten und stärkerer Dynamik mit hoher Last entsteht zu viel Reibungswärme, die sich im Carbonprofil schlecht abführen lässt.

Unverfälschte Ergebnisse

Ein weiterer denkbarer Einsatzbereich ist die Medizintechnik, denn Röntgenstrahlen durchdringen das Carbon annähernd störungsfrei und verfälschen daher die Ergebnisse nicht. Hier spielt ebenfalls eine große Rolle, dass die Carbonführung, wie sämtliche Produkte von Igus, ohne eine externe Schmierung auskommt und dadurch wartungsfrei ist. Aber auch die Resistenz von Carbon gegen Chemikalien und die elektrische Leitfähigkeit von Carbon erweitern die Einsatzgebiete in Richtung Chemieindustrie oder Elektrotechnik.

»Drylin Carbon ist in der Lage, trotz erst einmal höherer Preise in der Anschaffung, die Kosten beim Kunden mittel- und langfristig zu senken und seine Technik zu verbessern«, ist Stefan Nierman überzeugt. »Nach der Vorstellung auf der Hannover Messe freuen wir uns jetzt darauf, mit den Kunden die unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten auszuloten und im Bedarfsfall individuelle Lösungen zu realisieren.«

Erschienen in Ausgabe: 04/2015