Lineartechnik
Die Lineartechnik zählt zur technischen Teildisziplin der Antriebstechnik und beschäftigt sich mit mechanischen Komponenten oder mechatronischen Systemen zur Ausführung translativer Bewegungen. Die Besonderheit von Linearführungen und- antrieben ist ein Lauf mit geringer Reibung und die Fähigkeit, Querkräfte ohne merkliche Verformung aufzunehmen. Linearsysteme werden in unterschiedlichen technischen Systemen eingesetzt. Hierzu zählen die Gebäudetechnik (Schiebetüren, Schiebefenster, Lüftungsklappen, Oberlichter usw.), im Maschinenbau (Zustell- und Vorschubbewegungen), in handling-Systemen (Lagersystemen, Bestückung) und bei Schienenfahrzeugen mit Linearmotor (Transrapid, bestimmte U-Bahnen oder Achterbahnen).
Führungen
Führungen können nach der Art der Bewegungen, nach der Art der Kontaktstellen und nach dem Prinzip des Wälzkörperumlaufs differenziert werden. Erst durch die Führungen werden an Maschinen Bewegungen möglich. Je nach Art der Führung können Kräfte und Momente in bestimmten Richtungen zwischen bewegten und nicht bewegten Bauteilen übertragen werden. Führungen werden im Allgemeinen nach ihrer jeweiligen Bewegungsart unterschieden.
Bei Linearführungen erfolgt die lineare Bewegung in einer Achsrichtung. Hierbei sind Kugelschienenführungen oder Schwalben-schwanz-Gleitführungen die bekanntesten Beispiele. Bei Drehführungen dagegen erfolgt die Drehbewegung um eine Achse. Hierzu zählen bspw. Rillenkugellager oder Radialgleitlager.
Linearführungen
Linearführungen, welche auch als Führungssysteme bezeichnet werden, kann man in Gleitführungen, Wälzführungen und Magnetführungen unterteilen. Gleitführungen basieren in der Regel auf mehreren Führungselementen (bspw. Führungsschienen) oder auf einem Nut-und-Feder-System, bei dem die Nut und Feder in den Werkstoff gefräst wurden. Wälzführungen hingegen basieren auf dem Prinzip der Umwälzung von Wälzkörpern zwischen zwei sich bewegenden Führungselementen. Als Wälzkörper dienen wie beim Wälzlager Kugeln, Rollen, Nadeln oder andere Wälzkörper, die oftmals durch einen Wälzkörperkäfig voneinander getrennt gehalten werden. Führungen mit kugelgelagerten Laufrollen sind ebenfalls wälzlagergeführt. Bei Magnetführungen wird das bewegte und feststehende Maschinenteil durch Magnetkraft getrennt. Das bewegte Maschinenteil schwebt und somit ist die Führung berührungslos.
Wälzführung ohne Wälzkörperumlauf
Wälzführungen ohne Wälzkörperumlauf haben die Eigenschaft, dass sich die Wälzkörper mit der halben Geschwindigkeit des Führungswagens bewegen und somit nur den halben Hubweg zurücklegen. Deshalb haben sie einen begrenzten Hubweg.
Wälzführung mit Wälzkörperumlauf
Bei einer Wälzführung mit Wälzkörperumlauf laufen die Wälzkörper im Führungswagen um und bewegen sich zusammen mit dem Führungswagen relativ zur Führungsschiene. Der Hub wird nur durch die Schienenlänge begrenzt.
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Linearantriebe
Linearantriebe werden als Antriebssysteme bezeichnet, die eine lineare Bewegung ermöglichen. Sie ermöglichen die Bewegung von Maschinenelementen und Anlagenteilen in gerader Linie oder einem anderen vorgegebenen Verlauf.
Es existieren folgende Ausführungen:
- Kugelgewindetriebe
- Rollengewindetriebe (Rollengewindetrieb mit Rollenrückführung und Planetenrollengewindetrieb)
- Hydraulikzylinder
- Pneumatikzylinder
- Elektromechanische Linearantriebe ( Linearmotoren mit elektrodynamischen Wirkprinzip und Linearaktoren)
Der vorherrschende maximale Stellweg von Linearantrieben kann durch eine Reihenschaltung mehrerer Antriebe wie in Teleskopantrieben vergrößert werden. Ebenso lassen sich mit Linearantrieben auch nicht-lineare Bewegungen erzeugen, welche über Kurbelwellen oder mit Hilfe eines Hexapoden ermöglicht werden.
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