Kreuzrollenführungen, Nadelrollenführungen oder Kugelumlaufführungen – welche ist die richtige Wahl? Es gibt viele verschiedene Typen, und für jede Anwendung gibt es eine geeignete Linearführung. In diesem Artikel werfen wir einen genaueren Blick auf Kreuzrollenlinearführungen. Wir erklären ihr Design, ihre Eigenschaften sowie ihre Vor- und Nachteile. Zudem stellen wir drei moderne Kreuzrollenführung-Designs für heutige Anwendungen im Maschinenbau vor.
Kreuzrollenführungen sind hochpräzise Linearführungen für begrenzte Hubwege. Sie bestehen aus zwei gehärteten Schienen und einem dazwischenliegenden Kreuzrollenkäfig, der die Rollen präzise führt. Die zylindrischen Rollen sind um 90 Grad zueinander angeordnet, was eine besonders reibungsarme Bewegung mit einem Reibungskoeffizienten von weniger als 0,003 ermöglicht. Dieses Design bietet maximale Steifigkeit und eignet sich ideal für Anwendungen mit höchsten Anforderungen an Genauigkeit und Wiederholbarkeit.
Die Grundstruktur eines Kreuzrollenführung besteht aus zwei Paaren von Linearführungen. Jedes Linearführungspaar besteht aus:
2 Stück Führungsschienen
1 Stück Rollenkäfig
4 Stück Endstücke
Der Rollenkäfig enthalt frei drehbare zylinder Rollen, die in in einem Winkel von 90 Grad zueinander angeordnet sind. Diese Rollen kommen mit den Laufbahnen der Schienen in Kontakt.
Dank dieser Rollenanordnung nimmt die Kreuzrollen Linearführung Belastungen aus allen Richtungen auf, einschließlich hoher Kippmomente. Darüber hinaus sind im Gegensatz zu Profielschienenführungen mit Kugelumlaufsysteme wobei die Kugeln während Bewegung in und aus die Vorspannung rundlaufen, bei dieser Anordnung alle Rollen ständig belastet, außer bei reinen Radiallasten, bei denen aufgrund der kreuzförmigen Anordnung immer nur die Hälfte der Rollen im Eingriff ist.
Im Vergleich zu Linearführungen mit einem 4-Punkt-Kontakt in Kugelführungen bieten Kreuzrollenführungen eine Linienkontaktfläche, die eine höhere Lastaufnahme und Steifigkeit ermöglicht. Daher zeichnen sich Kreuzrollenführungen durch eine höhere Präzision aus.
Kreuzrollenführungen sind auf Grund ihrer hohen Steifigkeit empfindlicher gegenüber Montagefehlern als Kügelführungen. Die Montagefläche muss daher besonders präzise vorbereitet und stabil sein. Die Montage ist ein sorgfältiger Prozess. Unter diesem Link finden Sie eine klare Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Montage von Schienenführungen sowie Kreuzrollenführungen.
Kreuzrollenführungen sind speziell für die Unterstützung von Lasten und den präzisen Transport von Objekten in Maschinen konzipiert. Sie werden häufig in Anwendungen wie Pick-and-Place-Maschinen, Mikroskopie- und medizinischen Scanning-Geräten sowie Präzisionsmaschinen wie Halbleiterlithographie und Messtechnik eingesetzt.
Auf dieser Seite finden Sie einige Videos, die Anwendungen von Kreuzrollenführungen zeigen.
Im Vergleich zu anderen mechanischen Linearführungen bieten Kreuzrollenführungen die höchste Präzision auf Mikrometerebene und Wiederholgenauigkeit bei gleichzeitig niedrigster Reibungswerte.
Kreuzrollenführungen werden aus Kohlenstoffchromstahl (100Cr6) hergestellt. Der von PM verwendete Stahl ist äußerst rein und bietet ein optimales Balans, um wiederholbare enge Fertigungstoleranzen zu erreichen und eine konstant hohe Produktqualität zu gewährleisten. Nach der Bearbeitung wird das Material auf 58-66 Hrc durchgehärtet. Das Hauptziel der Wärmebehandlung besteht darin, die Festigkeit des Materials zu erhöhen und die Verschleißfestigkeit, die hohe Belastbarkeit und eine lange Lebensdauer zu verbessern.
Hier finden Sie weitere Informationen über die Materialien, die wir für unsere Linearführungen verwenden.
Die Vorteile von Kreuzrollenführungen sind:
Hohe Steifigkeit und wiederholbare Präzision
Sehr niedrige Reibungskoeffizient <0.003
Hohe Tragfähigkeit
Nahezu Wartungsfrei
Kompakte Bauform
Langlebig, praktisch kein Verschleiß
Im Folgenden werden wir die genannten Vorteile näher eingehen.
Die kreuzförmige Rollenanordnung in Kombination mit dem Linienkontakt auf der Laufbahn ermöglicht eine hohe Steifigkeit. Durch die einstellbare Vorspannung können die Kreuzrollenführungen spielfrei eingestellt werden und bieten somit eine hohe Präzision im Submikrometerbereich mit einer groβen Wiederholgenauigkeit.
Da die Laufbahnen und zylindrischen Rollen präzisionsbearbeitet sind, arbeiten sie nahezu reibungs- und geräuschlos. Dies führt zu einem ausgezeichneten reibungslosen und gleichmäßigen Betrieb.
Aufgrund der kreuzförmigen Rollenanordnung können Kreuzrollenführungen hohe radiale und axiale Belastungen aufnehmen und eignen sich daher für hochdynamische Anwendungen.
Ein Nachstellen der Vorspannung ist nicht notwendig und die Kreuzrollenführungen benötigen nur ein Minimum an Schmierung. Oft sind nur 2-3 x Wartungsschmierungen während der gesamten Lebensdauer erforderlich.
Die kompakte Bauweise der Kreuzrollen Linearführungen ermöglicht eine minimale Platzausnutzung. Sie erfüllt die Anforderungen für die engen Platzverhältnisse in der heutigen Industrie, wie z.B. Table-Top Geräte.
Kreuzrollenführungen sind so konzipiert, dass sie langlebig sind und hohe Lasten sowie extreme Beanspruchungen wie 24/7-Betrieb standhalten. Die Verwendung sorgfältig ausgewählter Materialien in Verbindung mit sehr strengen Qualitätsanforderungen garantieren ein Produkt von höchster Qualität und Zuverlässigkeit.
Obwohl Kreuzrollenführungen viele Vorteile bieten, sind auch einige Nachteile zu berücksichtigen. Die Nachteile von Kreuzrollenführungen sind:
Kosten
Sorgfältige Montage
Begrenzter Hub
Käfigwandern führt zu Hubverkürzung
Im Folgenden werden wir die genannten Nachteile näher eingehen.
Kreuzrollenführungen können aufgrund ihrer präzisen Fertigung, hohen Geradheit, und Flachheit der Bewegung teurer sein als andere Führungsarten. Auch die Montageteile, auf denen die Kreuzrollenführung montiert sind, müssen genau bearbeitet werden.
Da das Kreuzrollenführungen aus separaten Komponenten besteht (1 Satz = 4 Schienen + 2 Rollenkäfige + 8 Endanschläge), erfordert die Montage mehr Aufmerksamkeit und Zeit im Vergleich zu anderen Lagern. Das Montageverfahren ist jedoch gut dokumentiert, was es einfacher macht.
Da diese Linearführung keine Umlaufsysteme wie bei Profielschienenführungen verwenden, sondern einen flachen Käfig, der zwischen einem Paar Schienen liegt, ist der Hub durch die Schienenlänge und die Käfiglänge begrenzt. In einigen Fällen sind Lösungen für längere Hubwege möglich, indem man auslaufende Käfige verwendet.
Bei vertikaler Montage oder in Anwendungen mit hoher Dynamik kann der Käfig von seiner ursprünglichen Position verschieben. Dies liegt an der Schwerkraft. Bei einer falschen Ausrichtung oder schlechten Montagestrukturen kann der Käfig auch von seiner Mittelposition abweichen und die Endanschläge treffen. PM bietet eine bewährte Lösung zur Verhinderung von Käfigwandern an (Käfigzwangssteuerung ACC), die für alle Arten von Anwendungen verfügbar ist. Mehr zum Thema Käfigzwangssteuerung und Lösung finden sie hier.
Um den Anforderungen verschiedener Industrien und Anwendungen gerecht zu werden, bietet PM drei moderne Bauformen von Kreuzrollenführungen an. Im Folgenden möchten wir kurz auf die verschiedenen Typen eingehen.
Dieser Typ von Kreuzrollenführung ist der am weitesten verbreitete Linearführungstyp und besonders vielseitig einsetzbar. Sie bieten eine geringe Reibung und können Lasten und Momente aus allen Richtungen aufnehmen. Dieser Typ bietet die meisten Größen und Längen von Linearführungen sowie eine breite Palette von verschiedenen Käfigtypen und Materialien. Dieser Linearführungs-Typ kann ebenfalls mit Kugelkäfigen geliefert werden und ist für leichte bis mittlere Lasten geeignet.
Klicken Sie auf diesen Link, um die Produktseite von Kreuzrollenführungen Typ RSD zu besuchen.
Der Kreuzrollenführung Typ RSDE ist für den Einsatz bei höherer Tragfähigkeit, höherer Steifigkeit und Präzision aufgrund höherer Geschwindigkeiten konzipiert. Er ist nur mit Kreuzrollenkäfigen und tatsächlich in 3 Größen (3, 4 und 6 mm) erhältlich. Austauschbar mit dem Kreuzrollenführung Typ RSD. Das Design zeichnet sich durch eine tiefere V-Nut in Kombination mit einer hohen Dichte von Rollen im Käfig aus. Es bietet 3-mal höhere Tragzahlen als der RSD-Typ und doppelte Steifigkeit. Optional mit Käfigzwangssteuerung (ACC) erhältlich.
Klicken Sie auf diesen Link, um die Produktseite von Kreuzrollenführungen Typ RSDE zu besuchen.
Der Kreuzrollenführung Typ RNG kombiniert die Vorteile des RSDE-Lagers mit einem kompakten Design. Erhältlich in den Größen 4 und 6 mm. Optional mit Käfigzwangssteuerung (ACC) erhältlich. Folgen Sie diesem Link zum Artikel für weitere Information zum Thema Käfigzwangssteuerung in Kreuzrollenführungen.
Klicken Sie auf diesen Link, um die Produktseite von Kreuzrollenführungen Typ RNG zu besuchen.
Kreuzrollenführungen sind das Produkt der Wahl, wenn höchste Präzision in einer Maschine gefragt ist. Die große Auswahl an Ausführungen stellt sicher, dass es für jede Anwendung eine passende Linearführung gibt. Die Montage der Führungen erfordert einige Kenntnisse und Erfahrungen, was bei den steigenden Anforderungen zu erwarten ist.
Die kompakten Einbaumaße, die Ergänzung durch moderne Bauformen und die zunehmende Präzision dieser Linearführungen sorgen dafür, dass auch die nächste Maschinengeneration damit ausgestattet werden kann. Die Weiterentwicklung der Kreuzrollen-Linearführungen ermöglicht es, Maschinen kompakter zu bauen und die Leistung weiter zu steigern.
