Linear führungs zahnstange

Arten von Linearführungs-Zahnstangen

Linearführungen werden normalerweise für Gleitkomponenten verwendet. Linearführungs-Zahnstangen hingegen sind anders, da sie eine Linearführung und eine Zahnstange miteinander kombinieren. Sie bieten einen Antriebsmechanismus und ein Führungssystem für Maschinen und andere Geräte. Diese Baugruppe findet sich häufig in Werkzeugmaschinen, Verpackungsmaschinen, Robotern und CNC-Maschinen (Computer Numerical Control) wieder. Die Kombination erleichtert die senkrechte und parallele Bewegung, und die Elemente bewegen sich reibungslos. Hier sind einige Arten von Linearführungs-Zahnstangen:

• Vorgespannte Linearführung

  Bei Zahnstangen haben vorgespannte Linearführungen in der Regel mehr als eine Reihe von Wälzkörpern. Die Konstruktion trägt zu einer gleichmäßigen Lastverteilung, höherer Steifigkeit und besserer Positioniergenauigkeit bei. Die Einbettung einer vorgespannten Linearführung bedeutet in der Regel, dass sie jeglichen Einfluss auf die Bewegung entgegenwirkt. Führungen mit Zahnstangen eignen sich gut für schwere Lasten und hochpräzise Anforderungen.

• Kugelspline-Welle

  Diese spezielle Linearführung verfügt über eine Kugelspline-Welle, die eine Parallelbewegung ausführt. Dies geschieht, indem die Kugel sich innerhalb der Nut dreht. Normalerweise reduziert das Kugeltransfersystem die Reibung bei Gleitbewegungen. Sie sind perfekt für Hochgeschwindigkeitsbetrieb und sanfte Bewegungen. Die robuste Konstruktion ist ideal in der Robotik, im CNC-Maschinenbau und in der Automatisierung.

• Unterflur-Linearführung

  Eine Unterflur-Linearführung bewegt sich in einer umgekehrten Position. Sie hängt an der horizontalen Achse. Die Unterflur-Zahnräder ermöglichen eine freie Bewegung in senkrechten Räumen. Sie ist perfekt für Anwendungen, bei denen die Komponente in engen Räumen und in verschiedenen Richtungen einfach bewegt werden muss.

• Miniatur-Linearführung

  Im Gegensatz zu anderen Führungen ist die Miniaturversion kompakter. Durch die Konstruktion kann sie in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen nur begrenzt Platz vorhanden ist. Trotz ihrer geringen Größe bietet sie dennoch eine hohe Präzision und eine sanfte Bewegungssteuerung. Die Führung macht sie ideal für die Elektronik- und Medizintechnik, wo Komponenten in kleinere Geräte passen müssen.

Spezifikationen und Wartung

Linear-Zahnstangen sind so konzipiert, dass sie den unterschiedlichen Anforderungen von Geräten gerecht werden; Spezifikationen wie Material oder Länge hängen von den Anforderungen der jeweiligen Anwendung ab. Nachfolgend finden Sie eine präskriptive Liste typischer Spezifikationen für Linearführungs-Zahnstangen sowie deren Wartungsanforderungen:

• Material

  Die Zahnstange besteht höchstwahrscheinlich aus Stahl, Edelstahl oder Aluminiumlegierung. Unabhängig vom verwendeten Material sollte die Linear-Zahnstange regelmäßig gereinigt werden, um Staub, Schmutz und andere Verunreinigungen zu entfernen, die sich ansammeln. Der Reinigungsprozess reduziert das Risiko von Beschädigungen oder Korrosion im Laufe der Zeit. Wenn sie aus Metall besteht, sollte die Zahnstange beschichtet oder behandelt werden, um eine Oxidation zu verhindern. Teile, die anfällig für Rost sind, sollten sofort getrocknet und behandelt werden. Bei einer Aluminium-Linear-Zahnstange können Benutzer die Haltbarkeit durch Eloxieren erhöhen, um eine schützende Schicht zu erzeugen.

• Zahnengröße

  Nicht übereinstimmende Ritzel- und Zahnradgrößen können zu ungleichmäßigem Verschleiß führen. Daher ist es am besten, die Ausrichtung der beiden ständig zu überprüfen. Wenn sie korrekt ineinandergreifen, verschleißen sie gleichmäßig und funktionieren effizient. Sollten die Zähne beschädigt sein, können Benutzer einzelne Teile austauschen, anstatt die gesamte Baugruppe.

• Länge

  Die Länge einer Zahnstange hängt direkt mit der Strecke zusammen, die sie beim Bewegen eines Objekts zurücklegt. Um sicherzustellen, dass sie die gegebene Last ausreichend trägt, sollten Sie regelmäßig ihre Abmessungen und die Gewichtskapazität überprüfen.

• Schneideverfahren

  Das Schneideverfahren beeinflusst die Präzision und die Kosten. Überprüfen Sie regelmäßig, wie das Linearführungs-Getriebegehäuse ineinandergreift. Stellen Sie sicher, dass keine Lücken, überlappende Zähne oder Anzeichen von ungleichmäßigem Verschleiß vorhanden sind, die die Bewegung beeinträchtigen könnten. Sollte dies der Fall sein, führen Sie unverzüglich Reparaturen durch. Beschädigungen an den Zähnen können zu Geräuschen führen, die Effizienz verringern und zu vorzeitigem Ausfall führen.

Anwendungen von Linearführungs-Zahnstangen

Linearführungs-Zahnstangen werden in allen Arten von Maschinen weit verbreitet eingesetzt, wie z. B. in den folgenden:

• 3D-Druck:

  Die Bewegungen der X-, Y- und Z-Achse von 3D-Druckern erfolgen alle über Linearführungen. Bei einem IJK-Modell-Drucker ermöglichen beispielsweise Linearführungen dem Druckkopf eine horizontale und vertikale Bewegung. Die Präzision und Stabilität des Druckers werden durch den Einsatz von Linearführungen mit Ritzel-Zahnstangen sichergestellt.

• Luft- und Raumfahrt:

  Linearführungen werden auf verschiedenen Ebenen eingesetzt, z. B. für den Gate-Mechanismus von Windkanälen. Das Zahnstangenritzel des Getriebes bewegt das Gate in vertikaler Richtung auf und ab. Es wird von Gleichstrom-Servomotoren angetrieben, deren Drehzahl und Drehwinkel über eine Schnittstelle zum SPS-Programm von einem Computer gesteuert werden.

• Montageband:

  Am Montageband eines Produktionswerks können Lineargleitschienen mit Ritzelgetrieben an einer Maschine montiert werden, um Teile an einer Arbeitsstation hin und her zu schieben. Zum Beispiel um eine Tür an einen Wagenrahmen zu montieren. Dies wird als Put-Operation bezeichnet, während die Montage eines Teils an einer Tür als Put-Operation bezeichnet wird.

• Autotür:

  Wenn eine Autotür geöffnet oder geschlossen wird, muss ein Fensterrahmen angehoben und abgesenkt werden. Ein Bediener muss Operationen von einer Wagenkarosserie aus in einem bestimmten Winkel ausführen. Dies kann durch den Einsatz einer Linear-Zahnstange erreicht werden, um den Arbeitsvorgang in Bewegung zu setzen, wobei der Arbeitsvorgang mit hoher Genauigkeit ausgeführt wird und es dem Bediener erleichtert wird, seine Arbeit auszuführen.

• Kartesische Roboter:

  Ein Roboter, der sich in X-, Y- und Z-Richtung wie ein normales kartesisches Koordinatensystem bewegt, kann Linearführungen für seine Bewegung nutzen. Dies ist eine häufig verwendete Anwendung in der Maschinenindustrie für Linearführungen.

• Chirurgie:

  Bei einer minimal-invasiven robotergestützten Chirurgie können Linear-Zahnstangen im Gelenkmechanismus der Roboterarme eingesetzt werden. Linearführungen tragen zu präzisen Bewegungen und Steuerungen bei. Der Arm kann sehr einfach manipuliert werden und laparoskopische Instrumente können mit großer Präzision eingesetzt werden. Die Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit von Linearführungen machen sie auch für Operationsroboter geeignet.

• Teleskop:

  Linearführungen können ein optisches Rohr entlang der Teleskopmontierung zu einem Höhen- und Azimutpunkt bewegen, an dem es ausgerichtet und arretiert werden soll. Die Höhe und der Azimut eines Teleskops geben die Position des Objekts am Himmel gemäß dem Koordinatensystem des Astronomen an. Eine Zahnstange und ein Ritzel greifen ineinander, um das optische Rohr entlang der Führung zu bewegen, wobei die Richtung durch Drehen des Zahnrades von Hand oder automatisch über ein Computerprogramm bestimmt wird.

So wählen Sie Linearführungs-Zahnstangen

Anspruchsvolle Käufer, die nach Linearführungs-Zahnstangen suchen, müssen mehrere Faktoren berücksichtigen, bevor sie sich für eine bestimmte Art entscheiden. Der erste Schritt ist die Definition der Anwendung, in der das Linear-Zahnstangen-System eingesetzt werden soll. Sobald die Anwendung identifiziert ist, sollten Käufer die folgenden Tipps zur Auswahl von Zahnstangen berücksichtigen.

• Tragfähigkeit: Wie viel Gewicht soll die Linearführung tragen oder bewegen? Bestimmen Sie die Lastanforderungen der Anwendung und wählen Sie eine Zahnstange, die die zu erwartende Last bewältigen kann. Berücksichtigen Sie dabei Faktoren wie Gewicht, Beschleunigung und alle zusätzlichen Kräfte, die auf das System wirken.
• Material: Es stehen verschiedene Materialien zur Auswahl. Eine gängige Wahl aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften und Tragfähigkeit ist Stahl, entweder legiert oder Kohlenstoffstahl. Abhängig von der Anwendung, der Temperatur, der Feuchtigkeit und anderen Umweltfaktoren können Zahnstangen aus Aluminium, Kunststoff oder Edelstahl besser geeignet sein.
• Ausrichtung: Eine perfekte Ausrichtung von Ritzel und Zahnstange ist entscheidend für einen reibungslosen Betrieb, gleichmäßigen Verschleiß und minimale Geräuschentwicklung. Berücksichtigen Sie die Montageanordnung, die Präzision der Komponenten und die Montagetechniken, um eine korrekte Ausrichtung sicherzustellen.
• Platzbedarf: Dies bezieht sich auf den physischen Platz, der für die Installation eines Linearbewegungssystems zur Verfügung steht. Berücksichtigen Sie den Platzbedarf des Zahnstangen-Systems bei der Auswahl der Komponente. Käufer sollten auch den Durchmesser des Ritzels und die Länge der Zahnstange berücksichtigen.
• Kosten: Linearführungs-Zahnstangen haben in der Regel unterschiedliche Preise, die von verschiedenen Faktoren abhängen, darunter Größe, Marke, Spezifikationen, Material usw. Käufer sollten Produkte und Preise vergleichen, um eine Zahnstange zu wählen, die zu ihrem Budget passt, ohne die Qualität zu beeinträchtigen.

Linearführungs-Zahnstangen-Fragen & Antworten

F: Woraus bestehen die Linearführungs-Zahnstangen-Ritzel?

A: Linearführungs-Zahnstangen und -Ritzel bestehen meist aus Kohlenstoffstahl. Kohlenstoffstahl ist zwar weit verbreitet und kostengünstig, kann sich aber in Umgebungen mit hoher Belastung und hohen Beanspruchungen verformen oder brechen. Daher bieten einige Lieferanten Optionen aus Edelstahl, darunter 304, 606 und Hle S304 Edelstahl, die eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Verformung und Bruch aufweisen. Darüber hinaus verwenden einige Hersteller von Zahnstangen und Ritzeln technische Kunststoffe, um leichte, nichtmetallische Zahnstangen und Ritzel zu erstellen, die in der Regel für Anwendungen mit geringer Belastung eingesetzt werden.

F: Wie hoch ist die Tragfähigkeit von hochbelastbaren Linearführungen?

A: Die Tragfähigkeit von hochbelastbaren Linearführungen variiert je nach Typ und Größe. Extra große hochbelastbare Linearführungen können beispielsweise Lasten von über 1.000 kg tragen. Um detaillierte Spezifikationen zu erhalten, wenden Sie sich am besten an bestimmte Hersteller oder Lieferanten.

F: Wie glatt laufen Linearführungen?

A: Im Allgemeinen sind Linearführungen extrem glatt. Ihre Glätte hängt jedoch stark von der Linearführungs-Zahnstange selbst, dem Material, aus dem sie hergestellt ist, der Größe und Genauigkeit ihrer Bearbeitung, der Schmierung usw. ab. Je glatter der Betrieb ist, den sie liefern können, desto wichtiger wird es, ihre Sauberkeit und Schmierung zu gewährleisten.