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Übersicht

Klassische Führungen und Kraftübertragung

Positionierer mit Stellwegen von mehreren Millimetern bis zu einem Meter und mehr verwenden in der Regel klassische mechanische Führungskomponenten wie z. B. Kugellager. Bei Linearverstellern erfordert die Verwendung von drehenden Motoren wie DC- oder Schrittmotoren die Übertragung der Bewegung mittels einer Spindel. Werden diese mechanischen Elemente eingesetzt, sind der Genauigkeit in der Regel Grenzen gesetzt, die im Bereich eines Mikrometers liegen.

Klassische Fuehrungskomponenten
Getriebe

Getriebe

Getriebe werden zwischen Motor und Antriebsspindel eingesetzt und erhöhen die Positionsauflösung sowie das Drehmoment. Bei den meisten Ausführungen sind die Getriebe zur Reduktion des Umkehrspiels vorgespannt.

Spindeln

Gewindespindeln

PI Gewindespindel

Mit Gewindespindeln können sehr hohe Auflösungen und ein gleichmäßiger Lauf erreicht werden. Ein Gewindespindelantrieb besteht aus einer motorgetriebenen Spindel, deren Mutter mit dem Schlitten des Verstelltisches verbunden ist. Durch Federvorspannung der Mutter kann das Umkehrspiel minimiert werden. Sie weisen dadurch eine höhere Reibung als Kugelumlaufspindeln auf, wodurch sie einerseits selbsthemmend sind, was sich andererseits auf die Geschwindigkeit, Antriebsleistung und Lebensdauer auswirkt. Typische Gewindesteigungen liegen zwischen 0,4 und 0,5 mm / Umdrehung, bis zu 1 mm / Umdrehung für längere Stellwege.

Kugelumlaufspindeln

PI Kugelumlaufspindel

Kugelumlaufspindeln sind deutlich reibungsärmer als Gewindespindeln, weil hier statt der Gleitreibung die wesentlich geringere Rollreibung genutzt wird. Ein Kugelspindelantrieb besteht aus einer motorgetriebenen Spindel, deren Mutter mit dem Schlitten des Verstelltisches verbunden ist. Zwischen der Mutter (Kugelgehäuse) und der Spindel laufen Kugeln in einem geschlossenen Kreislauf. Durch geeignetes Abstimmen von Kugeldurchmesser und Profil der Gewindegänge zwischen Spindel und Mutter kann das Umkehrspiel minimiert werden. Kugelumlaufspindeln sind nicht selbsthemmend, aber sehr effizient und ermöglichen hohe Geschwindigkeiten und Standzeiten im Dauerbetrieb. PI setzt Gewindesteigungen von 0,5, 1 und 2 mm / Umdrehung ein.

Rollengewindetriebe

PI Rollengewindetriebe

Rollengewindetriebe verwenden Rollen anstelle von Kugeln als Wälzkörper. Dadurch können höhere Tragzahlen, höhere Geschwindigkeit und deutlich höhere Lebensdauern erreicht werden.

Lager

Linearkugellager

PI Linearkugellager

Die Kugeln laufen in einem Messingkäfig und sind gegenüber den gehärteten Präzisionsführungswellen vorgespannt. Um Spiel und Reibung möglichst gering zu halten, müssen exakte Toleranzen zwischen Führung und Lager eingehalten werden. Die Belastbarkeit ist begrenzt.

Kreuzrollenlager

PI Kreuzrollenlager

Bei Kreuzrollenlagern wird der Punktkontakt der Kugeln in Kugellagern durch den Linienkontakt gehärteter Rollen ersetzt. Sie sind dadurch wesentlich steifer und kommen mit geringerer Vorspannung aus, was die Reibung reduziert und einen gleichmäßigeren Lauf ermöglicht. Kreuzrollenlager zeichnen sich darüber hinaus durch hohe Führungsgenauigkeit und Tragfähigkeit aus. Zwangsgesteuerte Wälzkörperkäfige verhindern ein Auswandern der Wälzlager.

Kugelumlauflager

PI Kugelumlauflager

Hochpräzisionsversteller sind mit Doppelkugelumlauflagern ausgerüstet. Diese Lager zeichnen sich bei entsprechend sorgfältiger Montage durch eine vorteilhafte Kombination aus hoher Belastbarkeit, Lebensdauer, Wartungsfreiheit und Führungsgenauigkeit aus. Der bewegliche Teil der Tische wird von vier vorgespannten Kugelumlaufschuhen, die auf zwei Führungsschienen laufen, getragen. Jeder Lagerschuh beinhaltet zwei unabhängige Reihen umlaufender Kugeln. Kugelumlauflager sind unempfindlich gegen das Wandern der Wälzlager, das bei Kreuzrollenlagern auftreten kann, wenn kleine Bereiche häufig abgescannt werden.

Luftlager

PI Luftlager

Luftlager eliminieren Reibungseffekte in der Führung für Präzisions-Positioniersysteme. Bewegungsauflösung und Wiederholgenauigkeit können innerhalb der Sensorauflösung erzielt werden. Ist die mechanische Reibung minimiert, tritt kein Hystereseeffekt oder Umkehrspiel auf. Die Bewegung  wird so in höchstem Maße wiederholbar, wodurch diese Positioniersysteme  ideal für Aufgaben in Inspektionssystemen oder der Präzisionsfertigung geeignet sind.

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