Dieser Beitrag ist die passende Adresse für euch, wenn ihr mehr über die Werkstoffe, die in Linearsystemen verbaut werden, erfahren wollt. Dabei gilt als allererstes: Alle Bauteile, die eine gewisse Robustheit aufweisen müssen, bestehen aus Stahl, dazu gehören die Wälzkörper, die Führungsschienen sowie die Führungswagen.
Allgemeines zu den Werkstoffen
Neben Stahl kommen in Linearführungssystemen verschiedene weitere Werkstoffe zum Einsatz. Hierbei sind unter anderem Kunststoff und synthetisches Gummi zu nennen. Die Tabelle fasst die wichtigsten Werkstoffe und ihre Verwendung zusammen.
| Werkstoff | Bauteile |
| Stahl | Wälzkörper, Führungsschienen, Führungswagen, Schrauben, Schmiernippel (zur Nachschmierung) und Sonder-Endkappen |
| Kunststoff | Endkappen, Käfigteile und Kugelketten |
| Synthetisches Gummi | Dichtungen/Abstreifer |
Super wichtig: Hochwertige Stähle stellen unter den Werkstoffen der Lineartechnik das A und O dar.
Wie im Rotativbereich hat die geeignete Schmierung von Linearführungssystemen eine existenzielle Funktion. Zudem gilt, dass alle verwendeten Werkstoffe, insbesondere Kunststoffe und Schmierstoffe, an die zulässigen Betriebstemperaturen und Anwendungsparameter angepasst sein müssen. Die spezifischen Betriebsbedingungen sind beim Einsatz der jeweiligen Werkstoffe zu berücksichtigen. In Bezug auf die Temperaturen und Komponenten sollte im Zweifel Rücksprache mit dem jeweiligen Hersteller genommen werden.
Stahl in Wälzkörpern, Führungsschienen, Führungswagen und Schrauben
In den Wälzkörpern von Linearsystemen werden nach ISO oder JIS genormte Kohlenstoffstähle zum Beispiel mit der Bezeichnung 100Cr6 (nach JIS: SUJ2) verwendet, die ursprünglich für Wälzlager entwickelt wurden. Der Stahl 100Cr6 ist der weltweite Standardwerkstoff für Wälzlager ebenso wie für Wälzkörper und wird auch in ähnlicher Form in der Lineartechnik eingesetzt.
Die Führungsschienen in Linearführungssystemen besitzen eine profilierte quadratische oder rechteckige Querschnittsform. Ihre Laufbahnen werden in der Regel unter einem Hochfrequenzstrom (induktiv) randschichtgehärtet. Das bedeutet, die Schienen werden linear am Induktor vorbeigeführt und dabei gehärtet – nicht durchgehärtet! Kleine Baugrößen können aber auch durchgehärtet sein.
Die Führungswagen bestehen aus kohlenstoffarmem Chromstahl, der relativ einfach bearbeitbar ist. Nach der Bearbeitung folgt das Aufkohlen, darunter versteht man, dass der Stahl unter Hitze gehärtet wird. Kleinere Bauformen von Führungswagen werden aus fertigungstechnischen Gründen durchgehärtet. In Umgebungen mit erhöhtem Korrosionsrisiko wird gehärteter, rostbeständiger Stahl verwendet; dies gilt im Übrigen auch für Wälzkörper und Führungsschienen.
In Linearführungssystemen können zahlreiche Schraubentypen und -größen eingesetzt werden. Häufig werden die Schrauben aus legiertem Stahl hergestellt. Falls Korrosionsschutz erforderlich ist, kommen auch beschichtete Stahlschrauben zum Einsatz. Aufgrund ihrer Robustheit werden zum Befestigen von Schienen und Wagen Inbusschrauben verwendet. In der Mitte ihres zylindrischen Kopfs befindet sich eine sechseckige Säulenbohrung.
Kunststoffe für Endkappen, Käfigteile und Kugelketten
Kunststoffe in Linearsystemen werden für die Endkappen, Kugelketten und Schienenverschlussstopfen (alternativ gibt es auch Messingverschlussstopfen) verwendet. Kunststoffe bieten die Möglichkeit, in Metallformen gespritzt werden zu können, sodass selbst komplexe Formen relativ schnell hergestellt werden können. Man muss jedoch beachten, dass manche Kunststoffarten bei hohen Temperaturen schmelzen.
Dichtungen aus synthetischem Gummi
Synthetische Gummis sind elastisch, um einen guten Kontakt zur Schiene zu gewährleisten und bieten eine vergleichsweise hohe Öl- und Verschleißfestigkeit. Darüber hinaus besitzen sie eine lange Lebensdauer, jedoch eine begrenzte Einsatztemperatur. Die drei relevanten Werkstoffe für synthetische Gummis sind: NBR, ACM und Viton. Neben der Standardversion existieren Dichtungen für besondere Bedingungen, zum Beispiel gibt es solche, die sich durch eine hervorragende Chemikalien- und Hitzebeständigkeit charakterisieren (trifft insbesondere auf das Material Viton zu).
Infos zu den Werkstoffen von Wälzlagern findet ihr übrigens hier. Möchtet ihr mehr zu den verschiedenen Linearführungssystemen erfahren, klickt euch gerne auf lineartechniklernen.de durch die Beiträge, die die Arten von Linearführungen, Gewindetrieben, Linearachsen und Kugelbuchsen behandeln.
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