Linearsysteme

Portalroboter mit Linearführungen

Lineartechnik ist eine technische Teildisziplin der Antriebstechnik, sie befasst sich mit mechanischen Komponenten oder mechatronischen Systemen zur Ausführung translativer Bewegungen.

Merkmal von Linearführungen und -antrieben ist ein Lauf mit geringer Reibung und das Vermögen, Querkräfte aufzunehmen, ohne dadurch wesentlich verformt zu werden.

Linearsysteme finden ihren Einsatz in den verschiedensten technischen Systemen wie unter anderem in der Gebäudetechnik (Schiebetür, Schiebefenster, Lüftungsklappen, Oberlichter etc.), im Maschinenbau (Zustell- und Vorschubbewegungen), in handling-Systemen (Lagersysteme, Bestückung) und bei Schienenfahrzeugen mit Linearmotor (Transrapid, bestimmte U-Bahnen, Achterbahnen).

Die Lineartechnik unterscheidet:

• Führungssysteme, siehe auch: Führung
• Antriebssysteme, siehe auch: Antrieb, Aktor und Aktorik
• Positioniersysteme, siehe auch: Bezugssystem
• Hub- und Verstellsysteme

Die Führungssysteme, auch Linearführungen genannt, unterteilt man weiterhin in Gleitführungen und Wälzführungen.

Lineargleitführungen (Gleitführungen)

Schwalbenschwanzführung an einer Werkzeugmaschine

Lineargleitführungen basieren auf mehreren (mindestens zwei) Führungselementen (z. B. Führungsschienen) oder im einfachsten Fall - beispielsweise bei einer Schublade aus Holz - aus einem Nut-und-Feder-System, bei dem die Nut und Feder in den Werkstoff gefräst wurden.

Werkstoff für Gleitschienen im Maschinenbau ist meistens Stahl. Einer der Gleitpartner kann mit einer selbstschmierenden Beschichtung aus Kunststoff versehen sein, sie enthält einen Schmierstoff, der während der Linearbewegung nach und nach abgegeben wird. Dabei handelt es sich oft um eine Lebensdauerschmierung. Eine weitere Möglichkeit sind Gleitelemente aus Sinterbronze, die ebenfalls Schmierstoff enthält

Bei anderen Systemen kann auch eine gelegentliche Nachschmierung oder eine (kontinuierliche) Zentralschmierung erfolgen.

Zu den Gleitführungen zählen unter anderem:

• Lineargleitlager (siehe auch: Gleitlager)
• Schwalbenschwanzführungen
• Schienenführungen mit Gleitbelag

Linearwälzführungen (Wälzführungen)

Käfigschienenführung

Linearwälzführungen werden auch als Linearführungssysteme oder Linearführungen bezeichnet. Wälzführungen beruhen auf dem Prinzip der Umwälzung von Wälzkörpern zwischen zwei bewegten Führungselementen. Als Wälzkörper dienen wie beim Wälzlager Kugeln, Rollen, Nadeln oder andere Wälzkörper, die meist durch einen Wälzkörperkäfig voneinander getrennt gehalten werden.

Prinzip einer Laufrollenführung

Zu den Wälzführungen gehören unter anderem

• Wellenführung (Linearkugellager auf Rundstahl, auch als Linear-Gleitlager)
• Profilschienenführungen oder auch Linearführungen (Kombination aus Führungswagen und Profilschiene)
• Käfigschienenführungen (zwei Schienen mit einem Wälzkörperkäfig (Kugel-, Nadel- oder Rollenkäfig) zwischen den Schienen - siehe Animation)
• Teleskopschienenführung
• Laufrollenführung

DIN Bezeichnungen

In den DIN Normen DIN 636 und DIN 644 sind Linear-Wälzlager aufgeführt; nach DIN-Definition gehören dazu nicht nur die Linearkugellager, sondern auch

• Profilschienen-Kugelführungen = Profilschienenführungen
  

sowie

• Linearführungen ohne Wälzkörperumlauf = Käfigschienenführungen.

Die Benennung nach DIN entspricht allerdings nicht den am Markt üblichen Bezeichnungen.

Linearantriebe

Doppeltwirkender Antriebszylinder

Zahnstangenantrieb

Linearantriebe sind Antriebssysteme , die eine lineare Bewegung erzeugen. Zu den Linearantrieben gehören unter anderem

• Spindeltriebe
  • Kugelgewindetriebe (Kugelumlaufspindel)
  • Rollengewindetriebe mit Rollenrückführung
  • Planetenrollengewindetriebe
  • Trapezgewindetriebe
  • Steilgewindetriebe
  • Hydrostatische Gewindetriebe
• Linearmotoren
• Elektromechanische Zylinder (z.B. Elektromotor mit Spindeltrieb)
• Pneumatikzylinder
• Hydraulikzylinder
• Gasdruckfeder
• Zahnstangenantriebe
• Scotch-Yoke-Kurbeltriebe (Kurbelschlaufe)
• Zahnriemenantriebe

Scotch-Yoke Kurbeltrieb

Gasdruckfeder

Lineare Positionier- und Handhabungsysteme

Einachsiger Lineartisch

• Einachssysteme, z.B. Profilschienenschlitten und andere Lineartische, auch Linearschlitten genannt
• Zweiachssysteme, z.B. Kreuztische
• Mehrachssysteme wie z.B.
  • Portalsysteme
    • Portalanlagen
      • Vergussanlagen
    • Koordinatenmessgeräte
    • Portalroboter
  • Handhabungseinrichtungen u.a. zur Bestückung
  • etc.

Hub- und Verstellsysteme (Aktuatoren)

• Elektromechanische Hubzylinder
• Elektromechanische Hubsäulen (auch: Teleskopsäulen bzw. Teleskopantrieb genannt)
• Elektromechanische Kettenantriebe
• Aktuatoren für Steuerventile

Schaltsymbole für elektromechanische Antriebe

Siehe: Liste der Schaltzeichen (Elektrik/Elektronik) - Schaltsymbole für elektromechanische Antriebe

Siehe auch

• Linear und Linearität