Profilschienenführungen: Vorteile und Alternativen

Moderne Profilschienenführungen sind aus der Industrie nicht wegzudenken, warten sie doch mit zahlreichen Vorteilen auf. Dennoch werden ab und zu Fragen laut: Sind derartige Linearführungen immer nötig oder gibt es Alternativen?

Profilschienenführungen: Definition und Vorteile

Geht es um hoch belastbare Profilschienenführungen, steht sofort ein Vorteil im Raum: der hohe Wirkungsgrad. Durch diesen sowie durch die Spielfreiheit werden Profilschienenführungen in vielen Bereichen einsetzbar und sind fast alternativlos.

Sie ermöglichen die lineare Bewegung, wobei Kugeln oder Rollen überaus präzise zwischen Schiene und Führungswagen geführt werden. Der Reibungskoeffizient ist verschwindend gering, er macht nur noch ein Fünfzigstel im Vergleich zu anderen Gleitführungen aus.

Vorteile der Profilschienenführungen

Bei der Betrachtung der Funktionsweise von Profilschienenführungen wird klar, dass es sich hierbei um eine hervorragende Anwendung für hohe Lasten handelt.

Die Tragfähigkeit ist hoch, die Steifigkeit gut und die Präzision jederzeit gegeben. Durch die präzise geschliffenen Kugeln werden die Linearführungen alternativlos in ihrem klassischen Anwendungsbereich eingesetzt. In der Werkzeugmaschinenindustrie würde niemand darauf verzichten und stattdessen auf eine Rundschienenführung setzen.

Hier die Vorteile der Profilschienenführungen auf einen Blick:

• Genaue Positionierung möglich

  Die Positioniergenauigkeit ist sehr hoch, den der Schlitten muss lediglich die Rollreibung überwinden. Die Losbrechkraft liegt nur wenig über der Bewegungskraft, Stick-Slip-Effekte sind bei diesen Linearführungen nicht zu finden.

  

  Moderne Profilschienenführungen sind aus der Industrie nicht wegzudenken, warten sie doch mit zahlreichen Vorteilen auf. ( Foto: Shutterstock- Roman Zaiets )

• Hohe Lebensdauer

  Die präzise Bewegung ist einer der größten Vorteile der Linearführungen, sie garantiert aber auch eine lange Lebensdauer. Bei üblichen Gleitführungen können Fehler auftreten, die durch eine unterschiedliche Schmierfilmdicke entstehen. Ein hoher Verschleiß und die daraus folgende Ungenauigkeit machen Gleitführungen wenig attraktiv. Die Profilschienenführung hingegen wartet mit einer sehr geringen Rollreibung auf, die wiederum nur einen geringgradigen Verschleiß bedingt. Die Genauigkeit der Führung bleibt hier fast über die gesamte Lebensdauer gleich.

• Hohe Geschwindigkeiten

  Der Reibungskoeffizient ist sehr niedrig, was bewirkt, dass nur geringe Antriebskräfte vonnöten sind. Die notwendige Antriebsleistung bleibt konsequent niedrig. Dennoch lassen sich hohe Geschwindigkeiten erreichen.

• Hohe Tragfähigkeit

  Die bei einer Profilschienenführung vorhandenen Zwangsführung, die konstruktionsbedingt besteht, nimmt die entstehenden Kräfte sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung auf. Die Tragfähigkeit ist somit in allen Richtungen gleich hoch.

• Leichte Installation und einfacher Austausch

  Moderne Profilschienenführungen können ganz einfach installiert werden. Die Montagefläche ist zuvor zu fräsen oder zu schleifen, die Montage selbst ist dann einfach. Wichtig ist lediglich die Einhaltung der Montageanweisungen des Herstellers zu beachten. Bei konventionellen Gleitführungen müssen die Gleitflächen eingeschabt werden, was einen hohen Aufwand bedeutet, außerdem ist der Austausch verschiedener Komponenten ohne Schaben unmöglich. Bei den modernen Linearführungen mit Rollen und Kugeln ist dies nicht der Fall, hier lassen sich alle Bestandteile ohne Aufwand tauschen.

• Schmierung unkompliziert möglich

  Wird eine Gleitführung eingesetzt, stellt diese hohe Ansprüche an die Schmierung. Ist diese nämlich nicht gegeben, ist der Verschleiß hoch, die Gleitflächen werden schnell zerstört. Es ist zudem wichtig, dass das Schmiermittel an verschiedenen Punkten an die Gleitflächen geführt wird. Eine Profilschienenführung hingegen braucht lediglich eine geringe Schmierung, die über eine Zuleitung zum Führungswagen aufgebracht werden kann. Je nach Modell gibt es zudem einen austauschbaren Öltank oder eine Ölschmiereinheit, die fest integriert ist. Die Langzeitschmierung stellt somit kein Problem mehr dar.

• Schutz vor Korrosion

  Führungswagen und Profilschienen sind mit verschiedenen Beschichtungen lieferbar, wobei einzelne Verfahren je nach Anwendungsfall gewählt werden. Um eine Beschichtung ideal auszuwählen, sind die Daten aus der Umgebung sowie die vorhandenen Korrosionsstoffe nötig. Sind diese bekannt, kann die Beschichtung individuell aufgebracht werden, was einen optimalen Schutz vor Korrosion bedeutet.

In der Industrie ist der reibungslose Transport enorm wichtig ( Foto: Shutterstock-studiovin)

Gibt es Alternativen zu Profilschienenführungen?

Auch wenn Profilschienenführungen zahlreiche Vorteile aufweisen, werden sie doch nicht immer und im jedem Fall benötigt. Auch andere Schienentypen können zur Anwendung kommen und sind laut Experten teilweise sogar besser geeignet. Wie kann das sein, wenn doch eine Profilschienenführung als das Nonplusultra gilt?

Die Lösung: Die Hersteller selbst sind der Meinung, dass es keine Alternative gäbe und sie haben bezüglich der zahlreichen Vorteile der Schienenführung sicherlich recht. Dennoch lohnt sich ein Blick auf die teils kostengünstigeren Alternativen, die sich in vielen Bereichen der Industrie immer noch behaupten können.

Alternativen zur Profilschienenführung sind vorhanden

Auch wenn die Profilschienenführung mit ihrem Führungswagen, den Rollen und einer hohen Tragfähigkeit eine ausgezeichnete Wahl sind, gibt es die folgenden Alternativen:

• Laufrollenführungen

  Laufrollenführungen, die über Radiallager verfügen, sind ebenfalls ein lineares Führungssystem. Sie bestehen aus Kohlenstoffstahl, der kaltgezogen wurde und bei denen die Laufflächen nach der induktiven Härtung geschliffen werden. Außerdem sind Rollenläufer mit Radiallagern vorhanden. Die Schienen sind je nach Anwendung unterschiedlich profiliert und erlauben einen Ausgleich vorhandener Toleranzen in bis zu zwei Ebenen.

  Die Anschlusskonstruktion muss dafür nicht bearbeitet werden. Es werden Geschwindigkeiten von bis zu neun Meter in der Sekunde erreicht, der Lauf ist ruhig und das gesamte System ist extrem unempfindlich gegen Verschmutzungen. Hinzu kommt der Vorteil, dass ein fettfreier Betrieb in den entsprechenden Umgebungen möglich ist. Die Lösung ist anspruchsvoll, aber dennoch kostengünstig.

• Linearrollenlager

  Linearrollenlager sind aus Stahl und Edelstahl gefertigt und auf Grundlage von prägerollierten Schienen hergestellt. Die Vorteile des Rollenläufersystems sind nach wie vor vorhanden, gleichzeitig ist das System aber sehr kostengünstig.

  Die einzelnen Teile sind aus Stahl oder Edelstahl gefertigt, das System kann individuell konfiguriert werden. Damit wiederum lassen sich Fehler in der Parallelität ausgleichen, die häufig bei verschiedenen Montageoberflächen auftreten. Nicht zu vergessen der größte Vorteil: Das gesamte System ist durch die Herstellung aus Edelstahl vor Korrosion geschützt.

• Linearkugellager

  Auch hierbei wird auf kaltgezogenen Stahl gesetzt, die Laufflächen werden induktiv gehärtet. Das Linearführungssystem ist mit Schienen und Läufern ausgestattet, wobei sich die Läufer innerhalb der Führungsschiene bewegen. Die Bauweise sorgt dafür, dass kompakte Maße ebenso möglich sind wie hohe Tragzahlen. Gegenüber Vibrationen und Stößen ist das System unempfindlich, die Montage der gesamten Komponenten zu einem komplexen System ist einfach und unkompliziert.

  

  Profilschienenführungen gibt es in unterschiedlichen Führungen ( Foto: Shutterstock-i viewfinder)

• Linearführungen

  Auch Linearführungen stellen eine Alternative zur Profilschienenführung dar. Ihr Vorteil: Sie können in schmutziger Umgebung sehr gut eingesetzt werden und stellen dort einen sicheren und zuverlässigen Betrieb sicher. Das System besteht aus einem stranggepressten Profil aus Aluminium sowie aus einer hart eloxierten Oberfläche. Der Führungswagen auf Rollen kann bis zu 15 Meter in der Sekunde erreichen.

  Ein fettfreier Betrieb ist wiederum möglich, außerdem ist der Einsatz in rauer Umgebung kein Problem. So kommen diese Linearführungen unter anderem in Schweiß- und Lackieranlagen zur Anwendung. Die Gestaltungsfreiheiten sind hoch, außerdem wird hier wie bei Profilschienenführungen auf die komplette technische Leistung gesetzt.

• Teleskopschienen

  Die Teleskopschienen mit Kugelkäfigen sind hoch belastbar und biegesteif. Sie besitzen Teil- oder Vollauszüge, auch Überauszüge sind möglich. Die Durchbiegung ist sehr gering, der Lauf spielfrei möglich. Selbst bei hohen Belastungen ist eine leichtgängige Bewegung jederzeit gewährleistet.

  Teleskopschienen mit Teil- oder Vollauszügen werden vor allem in der Fahrzeugtechnik, in der Logistik und im Maschinenbau eingesetzt, denn hier kommt es im besonderen Maße auf eine sichere und genaue lineare Bewegung an. Fast alle konstruktiven Aufgabenstellungen können damit gelöst werden.