Kugelumlaufschuhe
Merkmale
Diese Linearführungen werden aus vollkugeligen Kugelumlaufschuhen KUVS..-B und Führungsschienen TKVD aufgebaut. Sie sind spieleinstellbar und für lange unbegrenzte Hübe geeignet.
Die Kugelumlaufschuhe können direkt mit der Anschlusskonstruktion verbunden und so in die Anschlusskonstruktion eingebunden werden. Damit sind sehr flexible Lösungen mit niedriger Bauhöhe möglich.
Durch die seitliche Anordnung der Umlaufschuhe an der Führungsschiene entsteht ein breiter Stützabstand. Bei Verwendung der Halbschiene TKVD14 entsteht weiterer Gestaltungsspielraum.
Eine Führung besteht aus mindestens zwei Kugelumlaufschuhen mit werkseitig montierten Schmieranschlüssen, einer Vollschiene oder zwei Halbschienen und Verschlusskappen aus Kunststoff.
Vollkugelig
Durch die größtmögliche Anzahl der Wälzkörper sind vollkugelige Führungen äußerst tragfähig und besonders steif.
Kugelumlaufschuhe
Der Tragkörper der Kugelumlaufschuhe ist aus gehärtetem Stahl, die Wälzkörper-Laufbahnen sind feinstgeschliffen.
Geschlossene Kanäle mit Umlenkungen aus Kunststoff führen die Kugeln zurück. Ein Kunststoffsteg zwischen den Kopfstücken sichert die Kugeln im Tragkörper des nicht montierten Kugelumlaufschuhs gegen Herausfallen.
Führungsschienen
Die Führungsschienen sind aus gehärtetem Stahl und allseitig geschliffen, die Laufbahnen für die Wälzkörper feinstgeschliffen.
Die Führungsschienen gibt es mit Laufbahnen auf beiden Seiten (TKVD32, TKVD42 und TKVD71) oder als Halbschiene mit Laufbahnen lediglich auf einer Seite (TKVD14).
Von oben zu befestigen
Führungsschienen TKVD sind von oben zu befestigen und haben Durchgangsbohrungen mit Senkungen für die Befestigungsschrauben.
Zusammengesetzte Schienen
Wenn die gewünschte Schienenlänge den Wert lmax nach Maßtabelle überschreitet, werden die Führungsschienen mehrteilig geliefert, siehe Link.
Standardzubehör
Zum Standard-Zubehör gehören Kunststoff-Verschlusskappen.
Kunststoff-Verschlusskappen
Die Verschlusskappen verschließen die Senkungen der Bohrungen in den Führungsschienen bündig mit der Schienenoberfläche.
Schmieranschluss
Schmieranschlüsse ähnlich DIN 3405 zur Nachschmierung von vorn sind auf beiden Stirnseiten montiert.
Belastbarkeit
Die Kugelreihen stehen in O-Anordnung mit Zweipunktkontakt auf den Laufbahnen, ➤ Bild.
Die Führungen sind aus allen Richtungen, außer in Bewegungsrichtung, belastbar und nehmen Momente um alle Achsen auf, ➤ Bild.
Ihre Tragfähigkeit entspricht annähernd den vierreihigen Kugelumlaufeinheiten KUVE, die Steifigkeit ist etwas niedriger.
Belastbarkeit und Druckwinkel
Beschleunigung und
Geschwindigkeit
Linearführungen mit Kugelumlaufschuhen KUVS ermöglichen Beschleunigungen bis zu 100 m/s2 und Geschwindigkeiten bis zu 3 m/s, siehe Tabelle.
Anwendungsgrenzen
Kurzzeichen | Beschleunigung bis | Geschwindigkeit bis |
|---|---|---|
m/s2 | m/s | |
KUVS | 100 | 3 |
Austauschbarkeit
Kugelumlaufschuhe KUVS und Führungsschienen TKVD sind innerhalb einer Baugröße und Genauigkeitsklasse beliebig austauschbar.
Abdichtung
An den Kopfstücken der Kugelumlaufschuhe sind beidseitig Frontabstreifer montiert, die den Schmierstoff im System halten und den Kugelumlaufschuh stirnseitig abdichten.
Um die Kugelumlaufschuhe vor Schäden zu bewahren, müssen die Laufbahnen der Schienen sauber gehalten werden.
ACHTUNG
Bei außerordentlich hoher Schmutzbelastung sind zusätzliche Abdeckungen einzusetzen!
Schmierung
Kugelumlaufschuhe KUVS eignen sich für Öl- und Fettschmierung. Die Systeme werden erstbefettet ausgeliefert.
Schmieranschlüsse ähnlich DIN 3405 zur Nachschmierung von vorn sind auf beiden Stirnseiten montiert, ➤ Bild.
Schmieranschluss und Schmierstoffreservoir
Betriebstemperatur
Standardmäßig können Kugelumlaufschuhe bei Betriebstemperaturen von –10 °C bis +80 °C eingesetzt werden.
Mit Sonderfetten sind andere Temperaturbereiche möglich.
Rostgeschützte Ausführung
Kugelumlaufschuhe KUVS gibt es auch korrosionsgeschützt mit der Spezialbeschichtung Corrotect.
Konstruktions- und Sicherheitshinweise
Vorspannung
Beim Betrieb von Systemen mit Kugelumlaufschuhen muss das Einstellen der Vorspannung gewährleistet sein.
Einstellen der Vorspannung
Die Vorspannung kann zum Beispiel durch sicherbare Andrückschrauben eingestellt werden. Diese stützen sich in der Anschlusskonstruktion ab und wirken auf die den Wälzkörpern gegenüberliegende Rückseite des Kugelumlaufschuhs. Der Kraftangriff befindet sich idealerweise im Symmetriepunkt dieser Fläche. Durch das Aufbringen der Vorspannkraft soll eine spielfreie Führung der Wälzkörper der Umlaufschuhe auf den Schienen erzeugt werden.
Einfluss der Vorspannung auf die Linearführung
Die Vorspannung einer Linearführung definiert die Steifigkeit des Systems.
Die Steigerung der Vorspannung erhöht die Steifigkeit der Führung. Neben der Steifigkeit wirkt sich die Vorspannung auch auf die Verschiebekraft der Führung aus. Je höher die Vorspannung, desto größer die Verschiebekraft. Des Weiteren wird die Gebrauchsdauer der Führung durch die Vorspannung beeinflusst.
Steifigkeit
Die Steifigkeit ist von der eingestellten Vorspannung abhängig.
Befestigung
Um eine hohe Steifigkeit und Belastbarkeit zu erzielen, sind die Führungselemente beidseitig gegen Anschlagflächen abzustützen oder zu verstiften.
Die Bohrungen in der Anschlusskonstruktion müssen entgratet sein, um Auflagefehler zu vermeiden.
Bohrbilder der Führungsschienen
Ohne besondere Angabe haben die Führungsschienen ein symmetrisches Bohrbild mit aL = aR, ➤ Bild.
Auf Wunsch ist auch ein unsymmetrisches Bohrbild möglich. Dabei müssen aL ≧ aL min und aR ≧ aR min sein, ➤ Bild.
ACHTUNG
Unabhängig von der Orientierung der Anschlagseite befinden sich aL links und aR rechts, ➤ Bild! Bei Bestellung die gewünschte Orientierung der Anschlagseite (oben oder unten) angeben!
Bohrbilder bei Schienen mit einer oder zwei Bohrungsreihen
Maximale Anzahl der Teilungen
Die Anzahl der Teilungen ist der abgerundete ganzzahlige Anteil von:
Für die Abstände aL und aR gilt allgemein:
Bei Führungsschienen mit symmetrischem Bohrbild gilt:
Anzahl der Bohrungen:
| aL, aR | mm | Abstand Schienenanfang und Schienenende zur nächsten Bohrung |
| aL min, aR min | mm | Mindestwerte für aL, aR |
| l | mm | Schienenlänge |
| n | – | Maximal mögliche Anzahl der Teilungen |
| jL | mm | Abstand der Bohrungen zueinander |
| x | – | Anzahl der Bohrungen. |
ACHTUNG
Bei Nichtbeachtung der Minimalwerte für aL und aR können die Senkbohrungen angeschnitten werden! Verletzungsgefahr!
Mehrteilige Führungsschienen
Ist die geforderte Länge der Schienen größer als lmax nach Maßtabelle, oder werden gestoßene Schienen gefordert, dann werden diese Schienen bis zu ihrer Gesamtlänge aus Teilschienen zusammengesetzt. Die Teile sind aufeinander abgestimmt und gekennzeichnet, ➤ Bild.
Kennzeichnung zusammengesetzter Schienen
1A, 1A 1B, 1B 1C, 1C
2A, 2A 2B, 2B 2C, 2C
ACHTUNG
Bei mehrteiligen Schienen muss der stirnseitige Spalt zwischen zwei Teilstücken ＜ 0,05 mm sein!
Beliebig stoßbare Schienen
Sollen Schienenteillängen (l ＜ lmax) nach Kundenwunsch beliebig miteinander zu einem Schienenstrang verbunden werden, so ist der Bestellung des jeweiligen Schienenteilstücks folgender Nachsatz anzufügen: „Schiene beliebig stoßbar“.
Handelt es sich bei dem Schienenteilstück um ein Endstück, wird empfohlen das Schienenende mit einer Fase auszuführen, um das Aufschieben der Führungswagen auf die Schiene zu erleichtern und die Dichtungen vor Beschädigungen zu schützen. In diesem Fall sind bei der Bestellung die Lage der Fase (links oder rechts) und die Position der Anschlagseite (oben oder unten) zu berücksichtigen.
Diese Ausführung ermöglicht eine einfachere Logistik.
Anforderungen an die Umgebungskonstruktion
Die Ablaufgenauigkeit hängt im wesentlichen ab von der Geradheit, Genauigkeit und Steifigkeit der Pass- und Montageflächen.
Die Geradheit des Systems lässt sich am einfachsten einstellen, wenn die Schiene gegen eine Anschlagfläche gepresst wird.
Form- und Lagegenauigkeit der Anschlussflächen
Je genauer und leichtgängiger die Führung sein soll, desto stärker muss auf die Form- und Lagegenauigkeit der Anschlussflächen geachtet werden.
ACHTUNG
Toleranzen der Anschlussfläche und Parallelität der montierten Führungsschienen einhalten, ➤ Bild und Tabelle!
Flächen schleifen oder feinfräsen – Mittenrauwert Ramax 1,6 anstreben!
Abweichungen von den angegebenen Toleranzen verschlechtern die Gesamtgenauigkeit, verändern die Vorspannung und verringern die Gebrauchsdauer der Führung!
Höhenunterschied ΔH
Für ΔH sind Werte nach folgender Gleichung zulässig:
| ΔH | μm | Höchste zulässige Abweichung von der theoretisch genauen Lage, ➤ Bild |
| b | mm | Mittenabstände der Führungselemente. |
Toleranzen der Anschlussflächen und Parallelität der montierten Führungsschienen und Führungsschuhe
Parallelität der montierten Führungsschienen
Für parallel angeordnete Führungsschienen gelten die Werte t, ➤ Bild und Tabelle. Werden die Höchstwerte genutzt, kann der Verschiebewiderstand steigen.
Werte für Form und Lage
Führungsschiene** | Parallelität, Ebenheit und Rechtwinkligkeit |
|---|---|
t | |
μm | |
TKVD14 | 11 |
TKVD32 | 9 |
TKVD42 | 11 |
TKVD71 | 13 |
**Bei der Schiene TKVD14 ist die Längsseite ohne Laufbahn die Anschlagseite.
Anschlaghöhen und Eckenradien
Die Anschlaghöhen und Eckenradien gestalten, siehe Tabelle und ➤ Bild.
Anschlaghöhen, Eckenradien
Kurzzeichen | Anschlaghöhen | Eckenradien | ||
|---|---|---|---|---|
h1 | h2 | r1 | r2 | |
mm | mm | mm | mm | |
max. | max. | max. | ||
KUVS10-B | 5 | 5 | 1 | 1 |
KUVS13-B | 5 | 5 | 1 | 1 |
KUVS17-B | 5 | 5 | 1 | 1 |
Anschlaghöhen und Eckenradien für Kugelumlaufschuh
Genauigkeit
Genauigkeitsklassen
Führungen mit Kugelumlaufschuhen gibt es in der Genauigkeitsklasse G3.
Parallelität der Laufbahnen zu den Anschlagflächen
Die Parallelitätstoleranz der Führungsschienen ist von der Genauigkeitsklasse abhängig, ➤ Bild.
Bei beschichteten Systemen können gegenüber den unbeschichteten Führungen Toleranzabweichungen auftreten.
Genauigkeitsklasse und Parallelitätstoleranz der Führungsschienen
Toleranzen
Die Toleranzen sind arithmetische Mittelwerte, siehe Tabelle und ➤ Bild. Sie beziehen sich auf den Mittelpunkt der Anschraub- oder Anschlagflächen am Führungswagen.
Die Maße H und A1 bleiben immer innerhalb der Toleranz, unabhängig davon, an welcher Stelle der Schiene der Wagen steht, siehe Tabelle.
Toleranzen für Höhe H und Abstand A1
Toleranz | KUVS..-B | |
|---|---|---|
μm | ||
Toleranz für die Höhe | H | ±25 |
Höhenunterschied** | ΔH | 10 |
Toleranz für den Abstand | A1 | ±25 |
Abstandsunterschied** | ΔA1 | 20 |
**Unterschied zwischen mehreren Schuhen auf einer Führungsschiene, gemessen an der gleichen Stelle der Schiene.
Bezugsmaße für die Genauigkeit
Beschichtete Einheiten
Bei diesen Einheiten müssen die Werte der entsprechenden Genauigkeitsklasse um die Werte der Beschichtung erhöht werden, siehe Tabelle.
Toleranzen für beschichtete Teile
Toleranz** | Corrotect | |
|---|---|---|
RROC | ||
μm | ||
Toleranz für die Höhe | H | +6 |
Höhenunterschied** | ΔH | +3 |
Toleranz für den Abstand | A1 | +3 |
Abstandsunterschied** | ΔA1 | +3 |
**Toleranzfeldverschiebung (Schiene und Schuhe beschichtet).
**Unterschied zwischen mehreren Schuhen auf einer Führungsschiene, gemessen an der gleichen Stelle der Schiene.
Positions- und Längentoleranzen der Führungsschienen
Die Positionstoleranzen sind nicht von der Schienenlänge abhängig, ➤ Bild, ➤ Bild und Tabellen.
Positions- und Längentoleranzen der Führungsschiene TKVD14 mit einer Bohrungsreihe
Positions- und Längentoleranzen der Führungsschienen TKVD32, TKVD42 und TKVD71 mit zwei Bohrungsreihen
Längentoleranzen der Führungsschienen
Längentoleranz | |||
|---|---|---|---|
abhängig von der Schienenlänge l | mehrteilige Führungsschienen | ||
mm | mm | ||
≦ 1 000 | 1 000 – 3 000 | ＞ 3 000 | |
–1 | –1,5 | ±0,1% | ±3 |
ACHTUNG
Wird in der Bestellbezeichnung keine einteilige Lieferung der Führungsschiene gefordert, kann die Führungsschiene werkseitig optional mehrteilig ausgeführt werden! Zulässige Teilung, siehe Tabelle!
Teilstücke bei mehrteiligen Führungsschienen
Schienenlänge** | Maximal zulässige Teilstücke | |||
|---|---|---|---|---|
mm | ||||
＜ | 3 000 | 2 | ||
| 3 000 | – | 4 000 | 3 |
| 4 000 | – | 6 000 | 4 |
＞ | 6 000 | 4 plus 1 Teilstück je 1 500 mm über 6 000 mm Schienenlänge | ||
**Mindestlänge eines Teilstückes = 600 mm.