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LineartechnikSpielfreie Verbindung

Lineareinheiten durch Kupplungen verbinden
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Lineartechnik: Spielfreie Verbindung
Die Anforderungen an Lineareinheiten im Bezug auf Schnelligkeit und Präzision wachsen stetig. Die Gründe sind kürzere Zykluszeiten und die geforderten Positioniergenauigkeiten. Infolge dessen werden Beschleunigungszeiten und Fahrgeschwindigkeiten ständig verbessert. Fluchtungsfehler der einzelnen Führungen können zu einer erhöhten Lagerbelastung und dem gleichzeitigen Verlust der Präzision führen. Ein Unternehmen aus Klingen­berg hat hier eine patente Lösung parat.

Ob Schrittmotor oder Servoantrieb, die Anforderungen an Lineareinheiten wachsen immer weiter. Grund hierfür sind die kürzeren Zykluszeiten für die wirtschaftliche Optimierung der Prozesse und die geforderten Positioniergenauigkeiten im allgemeinen Maschinenbau. Infolge dessen verbessern die Planer und Konstrukteure Beschleunigungszeiten und Fahrgeschwindigkeiten ständig. Die Dynamik führt bei Fluchtungsfehlern der einzelnen Führungen zu einer Erhöhung der Lagerbelastungen und einem gleichzeitigen Verlust der Präzision. Abhilfe schafft in der heutigen Lineartechnik unter anderem das Einsetzen von hochgenau geschliffenen Führungen – mit dem Nachteil, dass dieser Herstellungsschritt sehr kostenintensiv ist.

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R und W in Klingenberg hat speziell für diese Problematik eine Kupplung entwickelt, die Fluchtungsfehler mit geringen Rückstellkräften kompensiert. Dieses Verbindungselement ist in axialer Bewegung absolut spielfrei, ermöglicht gleichzeitig aber einen Ausgleich von angularen und lateralen Versätzen. Die Möglichkeiten zeigen sich im Aufbau der Kupplung. Hier verzichteten die Konstrukteure auf den Einsatz von herkömmlichen Kugelgelenken oder anderen Verschleißteilen, da mit patentierten Hochleistungsfedern eine Kreuzstruktur entstand, die durch Ihre Robustheit und Steifigkeit alle Anforderungen erfüllt. Ein weiterer Vorteil des Aufbaues ist die Variantenvielfalt der Kupplung. Diese Anordnung der Ausgleichselemente aus einem speziellen Hochleistungsfederstahl lässt sich an nahezu jede Applikation anpassen. Anbindungsmöglichkeiten für Linearmotoren sind neben dem metrischen Gewinde die Verbindung mit Hilfe eines Flansches, der Klemmnabe oder einer Überwurfmutter. Mögliche Einsatzgebiete sieht der Hersteller bei linearen Servoachsen, Linearpotentiometern und inkrementalen sowie induktiven Wegaufnehmern.

Vielfalt in der Anwendung

Weiterhin ermöglicht die flachbauende Ausführung eine platzsparende Kraftübertragung von Linearmotoren mit Linearführungen oder anderen linear geführten Teilen. Anbaumöglichkeiten sind denkbar bei Kreuztischen, Zahnriemen-Positioniereinheiten und Miniatur-Linearführungen.

Bei den technischen Daten gibt das Unternehmen aus Klingeberg eine hohe Beschleunigung (größer 300 m/s2) für die Standardserie der Linearkupplung an. Sie ist für große Zug- und Druckkräfte (70 bis 2.000 Newton) konzipiert. Winkelverlagerungen bis 1,5 Grad und laterale Achsabweichungen bis zu 0,7 Millimeter werden ohne Längenabweichung ausgeglichen. Durch den Einsatz von hochfestem Aluminium wirkt sich die Gesamtmasse der Kupplung nur gering auf die Dynamik der Einheit aus.

Durch die Modifikation in dynamischen Lineareinheiten mit einer Linearkupplung dieser Baureihe lassen sich wirtschaftliche und technische Vorteile erreichen. Neben der Vermeidung vom Einsatz geschliffenen Führungen kann der Konstrukteur eine kleinere Lagerauslegung aufgrund der verringerten Belastungen durch Achsversätze ermöglichen. Weiterhin ist durch die Kreuzstruktur problemlos eine Produkterweiterung in Richtung kleinerer oder größerer Kraftübertragung möglich. Tobias Wolf (ma)

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