Sechsreihige Kugelumlaufeinheiten
Merkmale
Kugelumlaufeinheiten KUSE sind vollkugelige und vorgespannte Einheiten, die in Anwendungen mit langen, unbegrenzten Hüben, sehr hohen Belastungen und sehr hoher Steifigkeit eingesetzt werden.
Eine Führung besteht aus mindestens einem Führungswagen mit werkseitig montiertem Schmieranschluss, einer Führungsschiene, einer Schutz- und Montageschiene, Verschlusskappen aus Kunststoff und O-Ringen zur Abdichtung der oberen Nachschmierbohrungen.
X-life
Bei Kugelumlaufführungen zählen die Einlaufzonen – der Bereich, in dem die Wälzkörper bis zur vollständigen Belastung in den Tragkörper eintreten – zu lebensdauerbestimmenden Bereichen. Sie sorgen dafür, dass die Belastung des Wälzkörpers nicht schlagartig, sondern stetig erfolgt, wodurch die Wälzkörper eine gleichmäßigere Lastverteilung erfahren.
Durch Optimierung der Einlaufzonengeometrie wird bei der sechsreihigen Kugelumlaufeinheit KUSE neben einer geringeren Hubpulsation, eine deutliche Erhöhung der Tragzahlen je nach Baugröße und Baureihe und deutliche Steigerung der Lebensdauer im Vergleich zur herkömmlichen Ausführung erreicht.
Vollkugelig
Durch die größtmögliche Anzahl der Wälzkörper sind vollkugelige Führungen äußerst tragfähig und besonders steif.
Führungswagen
Der Tragkörper der Führungswagen ist aus gehärtetem Stahl, die Wälzkörper-Laufbahnen sind feinstgeschliffen. Geschlossene Kanäle mit Umlenkungen aus Kunststoff führen die Kugeln zurück.
Günstig platzierte Schmiertaschen im Wagen sorgen für ein großes Fettreservoir und eine vorteilhafte Schmierung, siehe Link.
Führungsschienen
Die Führungsschienen sind aus gehärtetem Stahl und allseitig geschliffen, die Laufbahnen für die Wälzkörper feinstgeschliffen.
Von oben oder unten zu befestigen
Führungsschienen TKSD.. (-ADB, -ADK) sind von oben zu befestigen und haben Durchgangsbohrungen mit Senkungen für die Befestigungsschrauben. Führungsschienen TKSD..-U sind von unten zu befestigen und haben Gewinde-Sacklochbohrungen.
Nut für Abdeckband
Führungsschienen TKSD..-ADB haben eine Nut für das geklebte Stahlabdeckband ADB. Führungsschienen TKSD..-ADK haben eine Nut mit Hinterschnitt für das geklemmte Stahlabdeckband ADK.
Zusammengesetzte Schienen
Wenn die gewünschte Schienenlänge den Wert lmax nach Maßtabellen überschreitet, werden die Führungsschienen mehrteilig geliefert, siehe Link.
Standardzubehör
Der Lieferumfang umfasst standardmäßig diverse Zubehörteile.
Schutz- und Montageschiene
Die Schiene aus Kunststoff verhindert Schäden am Wälzkörpersatz und das Herausfallen von Wälzkörpern, wenn der Führungswagen von der Führungsschiene getrennt wird.
Die Wagen werden immer direkt von der Führungsschiene auf die Schutz- und Montageschiene geschoben und bleiben dort bis zur Wiedermontage.
Kunststoff-Verschlusskappen
Die Verschlusskappen verschließen die Senkungen der Bohrungen in den Führungsschienen bündig mit der Schienenoberfläche.
Optional sind auch Verschlusskappen aus Messing lieferbar.
Schmieranschluss und O‑Ringe
Ein Schmieranschluss zur Nachschmierung von vorne ist bereits werkseitig montiert.
O-Ringe zur Abdichtung bei der Nachschmierung von oben durch die Anschlusskonstruktion liegen der Lieferung bei.
Belastbarkeit
Die Kugelumlaufeinheiten haben sechs Kugelreihen. Die vier äußeren Reihen stehen mit einen Druckwinkel von 45°, die beiden inneren mit dem Druckwinkel von 60° auf den Laufbahnen, ➤ Bild.
Vier Kugelreihen nehmen Druckbelastungen, zwei Zugbelastungen und alle sechs Reihen Seitenbelastungen auf.
Die Einheiten sind aus allen Richtungen, außer in Bewegungsrichtung, belastbar und nehmen Momente um alle Achsen auf, ➤ Bild.
Belastbarkeit und Druckwinkel
Beschleunigung und Geschwindigkeit
Sechsreihige Kugelumlaufeinheiten KUSE ermöglichen Beschleunigungen bis zu 150 m/s2 und Geschwindigkeiten bis zu 5 m/s, siehe Tabelle.
Anwendungsgrenzen
Kurzzeichen | Beschleunigung bis | Geschwindigkeit bis |
|---|---|---|
m/s2 | m/s | |
KUSE | 150 | 5 |
Austauschbarkeit
Führungswagen KWSE und Führungsschienen TKSD sind innerhalb einer Baugröße, Vorspannungsklasse und Genauigkeitsklasse beliebig austauschbar.
Abdichtung
An den Kopfstücken der Führungswagen sind beidseitig elastische Frontabstreifer montiert, die den Schmierstoff im System halten. Bei der Größe 45 sind außerdem beidseitig nichtschleifende, korrosionsarme Frontbleche montiert.
Standard-Längsdichtleisten sorgen für eine sichere Abdichtung und schützen das Wälzsystem auch bei kritischen Umgebungsbedingungen vor Verschmutzung, ➤ Bild.
ACHTUNG
Bei außerordentlich hoher Schmutzbelastung können zusätzliche Abstreifer montiert werden! Gegebenenfalls sind zusätzliche Abdeckungen einzusetzen!
Schmierung
Sechsreihige Kugelumlaufeinheiten KUSE eignen sich für Öl- und Fettschmierung. Ein Schmieranschluss für Fettschmierung zur Nachschmierung von vorne ist bereits werkseitig montiert. Optional stehen weitere Schmieranschlüsse zur Verfügung.
Geschmiert wird durch stirnseitige Schmieranschlüsse im Kopfstück oder von oben durch die Anschlusskonstruktion über die Schmierbohrungen in den Kopfstücken. Montageanleitung MON 22 beachten.
ACHTUNG
Es ist darauf zu achten, dass die Anschlusskonstruktion den Führungswagen komplett abdeckt (inklusive Kopfstücke) und die O‑Ringe zur Abdichtung der Nachschmierbohrungen von oben eingelegt sind, ➤ Bild! Andernfalls kann Schmierstoff durch die obere Schmierbohrung austreten!
Dichtleisten, Abstreifer, Schmierstoffreservoir
ACHTUNG
Werden Schmieranschlüsse montiert, ist die maximal zulässige Einschraubtiefe zu beachten! Bei zusätzlichen Dichtungselementen KIT erhöht sich die Einschraubtiefe! Der Standardschmieranschluss ist dann nicht mehr nutzbar! Passende Schmieranschlüsse müssen bei der Bestellung zusätzlich berücksichtigt werden!
Betriebstemperatur
Standardmäßig können sechsreihige Kugelumlaufeinheiten KUSE bei Betriebstemperaturen von –10 °C bis +80 °C eingesetzt werden.
Rostgeschützte Ausführung
Sechsreihige Kugelumlaufeinheiten KUSE gibt es in der Genauigkeitsklasse G3 und Vorspannungsklasse V1 oder V2 auch korrosionsgeschützt mit der Spezialbeschichtung Corrotect.
Konstruktions- und Sicherheitshinweise
Vorspannung
Kugelumlaufeinheiten KUSE gibt es in den Vorspannungsklassen V0, V1 und V2, siehe Tabelle.
Vorspannungsklassen
Vorspannungsklasse | Vorspannungseinstellung |
|---|---|
V0 | sehr geringes Spiel bis spielfrei |
V1** | 0,04 · CII** |
V2 | 0,13 · CII** |
**Standard-Vorspannungsklasse.
**Dynamische Tragzahl der mittleren Kugelreihen.
Einfluss der Vorspannung auf die Linearführung
Die Vorspannung einer Linearführung definiert die Steifigkeit des Systems. Die sechsreihige Kugelumlaufeinheit KUSE kann in den Vorspannungsklassen V0 bis V2 bezogen werden, wobei die Vorspannungsklasse V1 die Standardvorspannungsklasse ist. Bei speziellen Anforderungen kann man auf die alternativen Vorspannungsklassen zurückgreifen.
Die Steigerung der Vorspannung erhöht die Steifigkeit der Führung. Neben der Steifigkeit wirkt sich die Vorspannung auch auf die Verschiebekraft der Führung aus. Je höher die Vorspannung, desto größer die Verschiebekraft. Des Weiteren wird die Gebrauchsdauer der Führung durch die Vorspannung beeinflusst.
Reibung
Der Reibungskoeffizient hängt vom Verhältnis C/P ab, siehe Tabelle.
Reibungskoeffizient
Belastung C/P | Reibungskoeffizient μKUSE | ||
|---|---|---|---|
von | bis | von | bis |
4 | 20 | 0,001 | 0,002 |
Steifigkeit
Die Federkennlinien zeigen die Verformung der Kugelumlaufeinheiten KUSE einschließlich der Schraubverbindungen zur Anschlusskonstruktion.
ACHTUNG
Die Steifigkeitskurven gelten nur bei einer Verschraubung gemäß Montageanleitung MON 22 und der Standard-Vorspannungsklasse V1!
Bohrbilder der Führungsschienen
Ohne besondere Angabe haben die Führungsschienen ein symmetrisches Bohrbild mit aL = aR, ➤ Bild.
Auf Wunsch ist auch ein unsymmetrisches Bohrbild möglich. Dabei müssen aL ≧ aL min und aR ≧ aR min sein, ➤ Bild.
ACHTUNG
Unabhängig von der Orientierung der Anschlagseite befinden sich aL links und aR rechts, ➤ Bild! Bei Bestellung die gewünschte Orientierung der Anschlagseite (oben oder unten) angeben!
Bohrbilder bei Schienen mit einer Bohrungsreihe
Maximale Anzahl der Teilungen
Die Anzahl der Teilungen ist der abgerundete, ganzzahlige Anteil von:
Für die Abstände aL und aR gilt allgemein:
Bei Führungsschienen mit symmetrischem Bohrbild gilt:
Anzahl der Bohrungen:
| aL, aR | mm | Abstand Schienenanfang und Schienenende zur nächsten Bohrung |
| aL min, aR min | mm | Mindestwerte für aL, aR |
| l | mm | Schienenlänge |
| n | – | Maximal mögliche Anzahl der Teilungen |
| jL | mm | Abstand der Bohrungen zueinander |
| x | – | Anzahl der Bohrungen. |
ACHTUNG
Bei Nichtbeachtung der Minimalwerte für aL und aR können die Senkbohrungen angeschnitten werden! Verletzungsgefahr!
Mehrteilige Führungsschienen
Ist die geforderte Länge der Schienen größer als lmax oder werden gestoßene Schienen gefordert, dann werden diese Schienen bis zu ihrer Gesamtlänge aus Teilschienen zusammengesetzt. Die Teile sind aufeinander abgestimmt und gekennzeichnet. Die Teilung erfolgt immer mittig zwischen den Befestigungsbohrungen.
Kennzeichnung zusammengesetzter Schienen
1A, 1A 1B, 1B 1C, 1C
2A, 2A 2B, 2B 2C, 2C
ACHTUNG
Bei mehrteiligen Schienen muss der stirnseitige Spalt zwischen zwei Teilstücken ＜ 0,05 mm sein!
Beliebig stoßbare Schienen
Sollen Schienenteillängen (l ＜ lmax) nach Kundenwunsch beliebig miteinander zu einem Schienenstrang verbunden werden, so ist der Bestellung des jeweiligen Schienenteilstückes folgender Nachsatz anzufügen: „Schiene beliebig stoßbar“.
Handelt es sich bei dem Schienenteilstück um ein Endstück, wird empfohlen das Schienenende mit einer Fase auszuführen, um das Aufschieben der Führungswagen auf die Schiene zu erleichtern und die Dichtungen vor Beschädigungen zu schützen. In diesem Fall sind bei der Bestellung die Lage der Fase (links oder rechts) und die Position der Anschlagseite (oben oder unten) zu berücksichtigen.
Diese Ausführung ermöglicht eine einfachere Logistik.
Anforderungen an die Umgebungskonstruktion
Die Ablaufgenauigkeit hängt im Wesentlichen von der Geradheit, Genauigkeit und Steifigkeit der Pass- und Montageflächen ab.
Die Geradheit des Systems lässt sich am einfachsten einstellen, wenn die Schiene gegen eine Anschlagfläche gepresst wird.
Kann die Schiene nicht, wie empfohlen, mittels Anschlagflächen ausgerichtet werden oder werden sehr hohe Anforderungen an die Ablaufgenauigkeit gestellt, sollte die Schienengeradheit eingeschränkt werden. Der Bestellung ist hierfür folgender Nachsatz anzufügen: „eingeschränkte Schienengeradheit“.
Form- und Lagegenauigkeit der Anschlussflächen
Je genauer und leichtgängiger die Führung sein soll, desto stärker muss auf die Form- und Lagegenauigkeit der Anschlussflächen geachtet werden.
ACHTUNG
Toleranzen der Anschlussflächen und Parallelität der montierten Führungsschienen einhalten, ➤ Bild, und Tabelle!
Flächen schleifen oder feinfräsen – Mittenrauwert Ramax 1,6 anstreben!
Abweichungen von den angegebenen Toleranzen verschlechtern die Gesamtgenauigkeit, verändern die Vorspannung und verringern die Gebrauchsdauer der Führung!
Höhenunterschied ΔH
Für ΔH sind Werte nach folgender Gleichung zulässig:
| ΔH | μm | Höchste zulässige Abweichung von der theoretisch genauen Lage, ➤ Bild |
| a | – | Faktor, abhängig von der Vorspannungsklasse, siehe Tabelle |
| b | mm | Mittenabstände der Führungselemente. |
Faktor a
Vorspannungsklasse | Faktor a |
|---|---|
V0 | 0,2 |
V1** | 0,2 |
V2 | 0,1 |
**Standard-Vorspannungsklasse.
ACHTUNG
Hinweise in der Montageanleitung MON 22 für KUSE beachten!
Toleranzen der Anschlussflächen und Parallelität der montierten Führungsschienen und Führungswagen
Parallelität der montierten Führungsschienen
Für parallel angeordnete Führungsschienen gelten die Werte t, ➤ Bild, und Tabelle. Werden die Höchstwerte genutzt, kann der Verschiebewiderstand steigen.
Werte für Form und Lage
Führungsschiene | Vorspannungsklasse | |
|---|---|---|
V0, V1 | V2 | |
Parallelität, Ebenheit und Rechtwinkligkeit t | ||
μm | ||
TKSD20 (-U, -ADB, -ADK) | 9 | 6 |
TKSD25 (-U, -ADB, -ADK) | 11 | 7 |
TKSD30 (-ADB, -ADK) | 13 | 8 |
TKSD35 (-ADB, -ADK) | 15 | 10 |
TKSD45 (-ADB, -ADK) | 17 | 12 |
Anschlaghöhen und Eckenradien
Anschlaghöhen und Eckenradien gestalten, siehe Tabelle und ➤ Bild.
Anschlaghöhen, Eckenradien
Kurzzeichen | Anschlaghöhen | Eckenradien | ||
|---|---|---|---|---|
h1 | h2 | r1 | r2 | |
mm | mm | mm | mm | |
max. | max. | max. | ||
KUSE20 (-L, -H, -HL) | 5 | 4 | 1 | 0,5 |
KUSE25 (-L, -H, -HL) | 5 | 4,5 | 1 | 0,8 |
KUSE30 (-L, -H, -HL) | 6 | 5 | 1 | 0,8 |
KUSE35 (-L) | 6,5 | 6 | 1 | 0,8 |
KUSE45 (-L) | 9 | 8 | 1 | 1 |
Anschlaghöhen und Eckenradien
Genauigkeit
Genauigkeitsklassen
Sechsreihige Kugelumlaufeinheiten gibt es in den Genauigkeitsklassen G1 bis G3, ➤ Bild. Standard ist die Klasse G3.
Parallelität der Laufbahnen zu den Anschlagflächen
Die Parallelitätstoleranzen der Führungsschienen ist abhängig von den Genauigkeitsklassen, ➤ Bild.
Bei Corrotect-beschichteten Systemen können gegenüber den unbeschichteten Einheiten Toleranz-Abweichungen auftreten.
Genauigkeitsklassen und Parallelitätstoleranzen der Führungsschienen
Toleranzen
Die Toleranzen sind arithmetische Mittelwerte, siehe Tabelle und ➤ Bild. Sie beziehen sich auf den Mittelpunkt der Anschraub- oder Anschlagflächen am Führungswagen.
Die Maße H und A1 bleiben immer innerhalb der Toleranz, unabhängig davon, an welcher Stelle der Schiene der Wagen steht, siehe Tabelle.
Toleranzen für Höhe H und Abstand A1
Toleranz | Genauigkeit | |||
|---|---|---|---|---|
G1 | G2 | G3** | ||
μm | μm | μm | ||
Toleranz für die Höhe | H | ±10 | ±20 | ±25 |
Höhenunterschied** | ΔH | 5 | 10 | 15 |
Toleranz für den Abstand | A1 | ±10 | ±15 | ±20 |
Abstandsunterschied** | ΔA1 | 7 | 15 | 22 |
**Standard-Genauigkeitsklasse.
**Unterschied zwischen mehreren Führungswagen auf einer Führungsschiene, gemessen an der gleichen Stelle der Schiene.
Bezugsmaße für die Genauigkeit
Corrotect-beschichtete Einheiten
Bei diesen Einheiten müssen die Werte der entsprechenden Genauigkeitsklasse um die Werte der Beschichtung erhöht werden, siehe Tabelle.
ACHTUNG
Beschichtete Systeme sind nur in der Genauigkeitsklasse G3 erhältlich!
Toleranzen für beschichtete Teile
Toleranz** | Corrotect | |
|---|---|---|
RROC | ||
μm | ||
Toleranz für die Höhe | H | +6 |
Höhenunterschied** | ΔH | +3 |
Toleranz für den Abstand | A1 | +3 |
Abstandsunterschied** | ΔA1 | +3 |
**Toleranzfeldverschiebung (Schiene und Wagen beschichtet).
**Unterschied zwischen mehreren Führungswagen auf einer Führungsschiene, gemessen an der gleichen Stelle der Schiene.
Höhensortierung 2S
Bei besonderen Anforderungen an die Genauigkeit paralleler Systeme besteht die Möglichkeit, die Höhentoleranz durch gezielte Sortierung einzugrenzen.
Der Höhenunterschied ΔH2S wird in der Schienenmitte (l/2) gemessen. Dort ist der Höhenunterschied zwischen allen Führungswagen der satzweise gelieferten Kugelumlaufeinheiten maximal ΔH2S, ➤ Bild und Tabelle.
Höhensortierung 2S
Höhenunterschied bei 2S
Höhenunterschied | Genauigkeit | ||
|---|---|---|---|
G1 | G2 | G3 | |
μm | μm | μm | |
ΔH2S** | 10 | 20 | 25 |
**Gemessen in der Schienenmitte.
Positions- und Längentoleranzen der Führungsschienen
Die Positionstoleranzen sind nicht abhängig von der Schienenlänge, ➤ Bild und Tabellen.
Positions- und Längentoleranzen der Führungsschienen
Längentoleranzen der Führungsschienen
Längentoleranz | |||
|---|---|---|---|
abhängig von der Schienenlänge l | mehrteilige Führungsschienen | ||
mm | mm | ||
≦ 1 000 | 1 000 – 3 000 | ＞ 3 000 | |
–1 | –1,5 | ±0,1% | ±3 |
ACHTUNG
Wird in der Bestellbezeichnung keine einteilige Lieferung der Führungsschiene gefordert, kann die Führungsschiene werkseitig optional mehrteilig ausgeführt werden! Zulässige Teilung, siehe Tabelle!
Teilstücke bei mehrteiligen Führungsschienen
Schienenlänge** | Maximal zulässige Teilstücke | |||
|---|---|---|---|---|
mm | ||||
＜ | 3 000 | 2 | ||
| 3 000 | – | 4 000 | 3 |
| 4 000 | – | 6 000 | 4 |
＞ | 6 000 | 4 plus 1 Teilstück je 1 500 mm über 6 000 mm Schienenlänge | ||
**Mindestlänge eines Teilstückes = 600 mm.