Einbau, Betrieb und Wartung
Eine Kugelführung besteht aus den Komponenten Führungsbuchse, Kugelkäfig und Führungswelle. Das Katalogprogramm der MarMotion Kugelführungen bietet Ihnen vielfältige Auswahlmöglichkeiten, aus denen Sie die für Ihre Anwendung geeignete Kombination auswählen.
Komponenten mit gleichem dw (Wellendurchmesser) und d1 (Innendurchmesser der Führungsbuchse) können kombiniert werden. Bei geschlossenen Buchsen mit Sicherungsringen oder Dichtringen darf der Kugelkäfig nicht länger sein als die Führungsbuchse (L2 ≤ L3). Alle Komponenten können auch nach Ihren Zeichnungen angefertigt werden. Darüber hinaus stehen weitere Werkstoffe und Bearbeitungsverfahren bereit, die zum Beispiel einen Trockenlauf oder den Einsatz im Vakuum oder im Reinraum erlauben.
Alle Komponenten können einzeln bestellt werden. Wenn Sie Führungsbuchsen, Kugelkäfige und Führungswellen gemeinsam bestellen, dann erhalten Sie die Kugelführung als komplette Einheit montiert. Dabei besteht der große Vorteil darin, dass werkseitig eine genau definierte Vorspannung eingestellt wird. Dies wird durch Paaren von Führungsbuchse, Kugeln und Führungswelle erreicht. Dabei werden die Einzelkomponenten so ausgesucht und angepasst, dass sich im Zusammenspiel exakt das negative Paarungsspiel ergibt, welches sowohl Spielfreiheit, Leichtgängigkeit, aber auch gute Steifigkeit und eine lange Lebensdauer sicherstellt. Die von Mahr gepaart ausgelieferten Kugelführungen sollten dann auch in der Zuordnung von Führungsbuchse, Kugelkäfig und Führungswelle eingebaut werden, so wie sie ausgeliefert werden. Bitte lassen Sie sich bei der Festlegung der Vorspannung nach Auslegungsberechnung und anhand von Erfahrungen aus der Praxis von Mahr beraten.
Führungsbuchsen
Die Führungsbuchsen sind als offene Variante oder geschlossen mit Anlaufscheiben oder Dichtringen erhältlich. Die Auswahl erfolgt nach Länge des Hubwegs und dem Erfordernis einer Wegbegrenzung für den Kugelkäfig bzw. einer Abdichtung. Die Führungsbuchse muss mindestens so lang gewählt werden, so dass im Betrieb eine ausreichend lange Eingriffsstrecke entsteht, um die benötigte Tragzahl und Steifigkeit zu erreichen.
Kugelkäfige
Im Katalogprogramm stehen Kugelkäfige aus Messing oder Kunststoff (POM) zur Verfügung. Alle Käfige sind mit hochpräzisen Kugeln nach DIN ISO 3290 Grade 5 bestückt. Kugelkäfige aus Messing zeichnen sich durch ein günstiges Reibungsverhalten und ihre lange Lebensdauer aus. Kugelkäfige aus Kunststoff reduzieren durch ihr geringes Gewicht die bewegten Massen und ermöglichen so auch höhere Beschleunigungen. Darüber hinaus lassen sich mit den steckbaren Kunststoffelementen einfach und günstig auch lange Kugelkäfige aufbauen, die einen größeren Hubweg erlauben. Die Auswahl erfolgt nach Umgebungsbedingungen, Art der Bewegung und vor allem der Größe der auf die Kugelführung wirkenden Kräfte und Momente. Dazu werden die von einem Kugelkäfig maximal erreichbaren Tragzahlen C angegeben. Bitte lassen Sie sich bei der Auswahl des Kugelkäfigs nach Auslegungsberechnung und anhand von Erfahrungen aus der Praxis von Mahr beraten.
Führungswellen
Die Führungswellen stellen mit engen Fertigungstoleranzen sicher, dass über das Paaren mit den Führungsbuchsen die Vorspannung exakt eingestellt werden kann. Eine feinstbearbeitete Oberfläche minimiert die Reibung und verlängert die Lebensdauer der Kugelführung.
Die Führungswellen des Katalogprogramms stehen ab dem Durchmesser dw = 12 mm auch mit stirnseitigen Innengewinden zur Verfügung.
Mini-Reihe
Für alle Anwendungen mit beschränktem Einbauraum können Führungsbuchsen und Kugelkäfige der Mini-Reihe ausgewählt werden. Für einen bestimmten Durchmesser der Führungswelle ist durch Verwendung von kleineren Kugeln die Reduzierung des Außendurchmessers der Führungsbuchse möglich.
MarMotion Kugelführungen werden mit einem Korrosionsschutz versehen ausgeliefert. Nach dem Entfernen der Transportverpackung ist der Korrosionsschutz mit einem geeigneten Reinigungsmittel abzuwaschen (Waschbenzin). Anschließend wird die Kugelführung je nach Betriebsbedingung mit einer Öl- oder Fettschmierung versehen.
Bei der Handhabung der Kugelführungen ist auf Sauberkeit zu achten, da schon kleinere Schmutzpartikel innerhalb der Kugelführung später zu Beschädigungen führen könnten.
Bei Bestellung von kompletten Kugelführungen bestehend aus Führungsbuchse, Kugelkäfig und Führungswelle werden die Komponenten werksseitig gepaart mit optimaler Vorspannung. Es ist darauf zu achten, dass die Komponenten in den Paarungen eingebaut werden, so wie sie in der Transportverpackung geliefert wurden. Ein Vertauschen der Komponenten kann unter Umständen zu schlechten Laufeigenschaften oder einer verkürzten Lebensdauer der Kugelführungen führen.
Im Prinzip gelten hier die gleichen Vorschriften wie bei Kugellagern: Ein dünner Schmierstofffilm genügt, je nach Belastung, für einen langen Dauerbetrieb. Die heute handelsüblichen Wälzlagerschmierstoffe – nur solche dürfen verwendet werden – weisen alle Eigenschaften auf, die einen störungsfreien Betrieb einer Kugelführung gewährleisten.
Wälzlagerschmierstoffe besitzen eine gute Konsistenz, sind chemisch neutral, nicht harzend und sind frei von schmirgelnden Stoffen. Schmierstoff-Additive sind nach den Einsatzbedingungen (Temperatur, Druck, Drehzahl, Korrosionsverhalten u.a.) auszuwählen. Fette und Öle sind im Prinzip gleichwertig. Zu beachten ist, dass Fette nur äußerst sparsam angewendet werden dürfen, um Temperaturentwicklung aus Walkarbeit zu vermeiden.
Bevorzugt werden Fette für Lebensdauerschmierung verwendet. Eventuell vorhandene Zentralschmieranlagen können auch die Kugelführungen versorgen. Festschmierstoffe sind für Kugelführungen ungeeignet.
Geringe Belastungen vorausgesetzt ist die MarMotion Kugelführung aufgrund der hohen Fertigungsqualität auch für den Trockenlauf geeignet. Damit kann sie auch in Anwendungsfällen verwendet werden, in denen Schmierung unzulässig ist, z.B. in der Lebensmittelindustrie, der Optik, aber auch beim Einsatz im Hochvakuum oder im Reinraum. Für den Trockenlauf werden Ausführungen aus nichtrostendem Wälzlagerstahl 1.4112 (Sonderausführung) empfohlen. Die Belastbarkeit der Kugelführung ist dann jedoch geringer.
MarMotion Kugelführungen sind vorgespannte Wälzlager, daher unterliegen sie im Wesentlichen den gleichen Gesetzen, wie sie bei Kugellagern gegeben sind. Die hier genannten Tragzahlen C10 wurden nach dem Gesichtspunkt einer hochgenauen Führung festgelegt und stellen nicht die Grenzen der Belastbarkeit dar. Unter der Voraussetzung, dass die Kugelführung absolut frei von Verschmutzungen bleibt und eine geeignete Schmierung sichergestellt ist, kann mit einer nahezu unbegrenzten Lebensdauer gerechnet werden. Dabei darf die am höchsten belastete Kugelzone mit nicht mehr als F10 ≤ C10 belastet werden.
Die Sicherheit steigt in dem Maße, wie die Tragzahl C10 größer ist als die mit F10 am höchsten belastete Kugelzone.
Der Verschleiß von Kugelführungen ist bei Beachtung der Wartungshinweise so gering, dass er vernachlässigt werden kann. Treten trotzdem Verschleißerscheinungen z.B. in Form von deutlich sichtbaren Laufspuren an den Wälzflächen auf, können folgende Ursachen gegeben sein:
- Die Führung ist mit schmirgelnden bzw. abrasiven Stoffen verschmutzt.
- Durch Kondenswasser bildet sich an den Kontaktstellen zwischen Kugel, Welle und Buchse Korrosion.
- Korrosive Medien sind in die Kugelführung eingedrungen.
- Starke Momente, Querkräfte oder Stöße führen zu einer zeitweisen Überlastung.
Bei hohen Hub- oder Drehzahlen können die oben genannten Gründe zu einer schnellen Zerstörung der Wälzflächen führen. In allen Fällen muss für eine konsequente Abstellung des Störeinflusses gesorgt werden.
Bei offenen oder nur teilweise geschützten Kugelführungen ist eine regelmäßige Reinigung mit nachfolgendem Einfetten im Rahmen von allgemeinen Wartungsarbeiten von Vorteil. Es verbessert Eigenschaften und Gebrauchsdauer der Kugelführung.