Antriebe

Antriebe für CNC-Maschinen und den Bau von Linearachsen: Hier finden Sie die mechanischen Antriebskomponenten, aus denen eine Achse entsteht. Dazu gehören Hiwin Profilschienenführungen, Kugelumlaufspindeln mit Membrankupplung, Fest- und Loslager für die Spindel, NSK Kugellager und Energieketten für die Leitungen.

Was Sie wo finden

Profilschienenführungen

Linearführungen von Hiwin, jeweils aus Laufwagen und Profilschiene. Die Baureihe HG ist die schwere, hoch belastbare Führung, mit dem schmalen, hoch bauenden Wagen HGH und dem breiteren, flacheren Flanschwagen HGW. Die Miniaturbaureihe MG gibt es als schmale Bauform MGN und als breite MGW. Die passenden Schienen HGR, MGNR und MGWR stehen daneben. Unsere Laufwagen haben die Genauigkeitsklasse H ohne Vorspannung (Z0); andere Klassen und weitere Hiwin-Baureihen liefern wir auf Anfrage.

Kugelumlaufspindeln

Gerollte Kugelumlaufspindeln, auch Kugelgewindetriebe genannt, mit Flanschmutter in den Größen 1605, 2005 und 2505, also 16, 20 und 25 mm Durchmesser bei 5 mm Steigung. Die Wellenenden sind für die Fest-Los-Lagerung bearbeitet. Hier stehen auch die Membrankupplung, die die Spindel spielfrei mit der Motorwelle verbindet, und Präzisionsstahlkugeln für Führungen, Spindeln und Lager.

Lager

Die Lagerung der Spindel: Das Hiwin Festlager EK und das Flanschlager FK nehmen die Vorschubkräfte auf und legen die Spindel axial fest, das Stehlager EF am anderen Ende ist das Loslager und gleicht Längenänderungen der Welle aus. Dazu kommen NSK Rillenkugellager der Reihe 600x mit beidseitiger Dichtung (2RS), NSK Schrägkugellager der Reihe 7000AC, Passscheiben aus Edelstahl nach DIN 988 und Linearlager im Abverkauf.

Energieketten

Energieketten, auch Schleppketten genannt, aus Nylon, meterweise mit Endstücken, in zwei Bauformen. Bei der leichten, offenen Kette sind die Seitenwände durchbrochen: Die Leitungen bleiben sichtbar und werden von der Stirnseite her eingezogen. Bei der schweren, geschlossenen Kette sind die Glieder allseitig umschlossen und die Deckstege abnehmbar: Die Leitungen werden von oben eingelegt, und Späne und Staub bleiben draußen.

Wie die Komponenten zusammenspielen

Eine Linearachse, ob an der CNC-Fräse, am Portal oder in der Automatisierung, entsteht aus wenigen Bausteinen. Die Profilschienenführung trägt den Schlitten und führt ihn gerade. Die Kugelumlaufspindel bewegt ihn: Sie wandelt die Drehung des Motors über umlaufende Kugeln in eine Linearbewegung um, mit Rollreibung statt der Gleitreibung einer Trapezgewindespindel.

An der Antriebsseite sitzt die Spindel im Festlager, am anderen Ende im Loslager, und die Membrankupplung verbindet sie ohne Umkehrspiel mit dem Motor. Die Energiekette nimmt Motor- und Signalleitungen und Schläuche mit, ohne sie enger zu biegen als ihren Biegeradius.

Eine Kugelumlaufspindel ist nicht selbsthemmend. An einer senkrechten Achse braucht es deshalb eine Bremse oder einen Motor, der die Last hält, damit der Schlitten bei abgeschaltetem Antrieb nicht absinkt.

Häufig gestellte Fragen

» Was sind kettenflexible Leitungen?
Kettenflexible Leitungen sind speziell für den Einsatz in Energieketten konstruiert. Sie besitzen besonders flexible Leiter, verstärkte Isolierungen und abriebfeste Mäntel. Normale Installationskabel sind nicht für dauerhafte Biegebewegungen geeignet und brechen nach kurzer Zeit.

» Kann ich ein offenes Lager anstelle eines abgedichteten verwenden?
Offene Lager ohne Dichtungen haben weniger Reibung und können höhere Drehzahlen erreichen. Sie benötigen jedoch eine externe Abdichtung und regelmäßige Schmierung. In staubigen oder feuchten Umgebungen sind abgedichtete Lager die bessere Wahl.

» Welche Energiekettengröße benötige ich?
Messen Sie den Außendurchmesser aller Leitungen, die in die Kette eingelegt werden sollen. Addieren Sie die Durchmesser und planen Sie etwa 20 Prozent Reserveraum ein. Die Innenhöhe muss den größten Kabeldurchmesser plus Bewegungsspielraum aufnehmen können.

» Welche Genauigkeitsklasse benötige ich bei Hiwin-Profilschienenführungen?
HIWIN bietet je nach Baureihe die Genauigkeitsklassen C, H, P, SP und UP an. Dabei steht C für Normalgenauigkeit, H für hohe Genauigkeit sowie P, SP und UP für Präzisions- bis Ultrahochpräzisionsanwendungen. Für viele Anwendungen im Maschinenbau, Eigenbau von CNC-Fräsen oder 3D-Druckern ist die Klasse H ausreichend. Höhere Genauigkeitsklassen wie P, SP oder UP werden vor allem in hochpräzisen Werkzeugmaschinen, Messsystemen oder der Halbleitertechnik eingesetzt. Die Klasse C eignet sich hingegen für weniger anspruchsvolle Anwendungen mit geringeren Anforderungen an Laufgenauigkeit und Parallelität.

» Kann ich Schienen und Wagen unterschiedlicher Hersteller kombinieren?
Davon ist abzuraten. Obwohl die Abmessungen bei manchen Herstellern ähnlich sind, unterscheiden sich Toleranzen und Kugelkreisdurchmesser. Eine Kombination führt zu erhöhtem Verschleiß, Spiel oder Schwergängigkeit. Verwenden Sie immer Schiene und Wagen vom selben Hersteller und aus derselben Baureihe.

» Welche Toleranzklassen gibt es bei Kugellagern?
Die Toleranzklassen für Wälzlager sind in ISO 492 festgelegt. Von grob nach fein heißen sie P0 (Normal, oft auch PN), P6, P5, P4 und P2. Je kleiner die Zahl, desto enger die Toleranzen für Maße und Rundlauf: P2 ist die genaueste Klasse, P0 die gröbste. In amerikanischen Datenblättern steht häufig die ABEC-Skala. Dort ist es umgekehrt, eine höhere Zahl bedeutet die engere Toleranz. Als grobe Entsprechung gilt ABEC 1 ≈ P0, ABEC 3 ≈ P6, ABEC 5 ≈ P5, ABEC 7 ≈ P4 und ABEC 9 ≈ P2. Als Richtwert kommt man bei der Lagerung von Kugelumlaufspindeln und Achsen üblicher CNC-Fräsen meist mit P0 oder P6 aus. P5 und P4 findet man vor allem in den Spindellagern schnell drehender Frässpindeln.

» Was bedeutet O-Anordnung und X-Anordnung bei Schrägkugellagern?
Diese Begriffe beschreiben die Einbaurichtung von paarweise montierten Schrägkugellagern. Bei der O-Anordnung zeigen die Drucklinien nach außen, was eine hohe Kippsteifigkeit ergibt. Bei der X-Anordnung zeigen die Drucklinien nach innen, was bei Wellendurchbiegung toleranter ist. Für Spindellagerungen wird meist die O-Anordnung gewählt.

» Wie stelle ich die Vorspannung bei Schrägkugellagern ein?
Die Vorspannung wird durch definierte Distanzringe oder Wellenmuttern erzeugt. Zu wenig Vorspannung führt zu Spiel und Vibrationen, zu viel Vorspannung erhöht Reibung und Wärmeentwicklung. Fertig abgestimmte Lagerpaare mit definierter Vorspannung vereinfachen den Einbau erheblich.

» Sind die Hiwin-Führungen in Ihrem Shop original?
Wir führen ausschließlich Originalware von Hiwin, bei Laufwagen und Profilschienen ebenso wie bei Fest-, Los- und Stehlagern. Die Bezeichnungen in unseren Artikeln sind die von Hiwin, Maße und Tragzahlen lassen sich deshalb im Hiwin-Katalog unter demselben Kürzel nachschlagen. Ausführungen, die nicht im Shop stehen, etwa weitere Baugrößen oder andere Vorspannungs- und Genauigkeitsklassen, liefern wir aus dem Hiwin-Programm auf Anfrage.

» Wie viele Biegezyklen hält eine Energiekette aus?
Hochwertige Energieketten erreichen mehrere Millionen Biegezyklen. Die tatsächliche Lebensdauer hängt von Faktoren wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Füllgrad und Umgebungsbedingungen ab. Achten Sie auf die Herstellerangaben zur maximalen Geschwindigkeit und Beschleunigung.

» Wann verwende ich Rillenkugellager und wann Schrägkugellager?
Rillenkugellager eignen sich für Anwendungen mit überwiegend radialer Belastung und moderaten axialen Kräften, etwa bei Motorlagerungen oder Umlenkrollen. Schrägkugellager sind die richtige Wahl, wenn hohe axiale Kräfte auftreten und hohe Steifigkeit gefordert ist, beispielsweise bei der Lagerung von Kugelumlaufspindeln.

» Was bedeuten die Zusatzbezeichnungen 2RS und ZZ bei Kugellagern?
Diese Kürzel beschreiben die Abdichtung des Lagers. 2RS steht für beidseitige Gummidichtungen, die das Lager gut vor Verschmutzung schützen, aber etwas mehr Reibung erzeugen. ZZ bedeutet beidseitige Metallabdeckscheiben, die weniger Reibung verursachen, aber nicht so dicht abschließen.

» Wie erkenne ich, dass meine Linearführung verschlissen ist?
Anzeichen für Verschleiß sind zunehmendes Spiel, ungleichmäßiger oder rauer Lauf, erhöhte Geräuschentwicklung sowie sichtbare Laufspuren oder Pittings auf Schiene und Kugeln. Bei nachlassender Bearbeitungsqualität sollte die Führung geprüft und gegebenenfalls ersetzt werden.

» Was ist der Unterschied zwischen offenen und geschlossenen Energieketten?
Der Unterschied liegt in den Seitenwänden und darin, wie die Leitungen in die Kette kommen. Bei der offenen Energiekette sind die Seitenwände durchbrochen: Die Leitungen bleiben sichtbar, Wärme kann entweichen, und die Kette ist leichter. Die Stege lassen sich aber nicht öffnen, die Leitungen werden deshalb von der Stirnseite her eingezogen. Bei der geschlossenen Energiekette sind die Glieder allseitig umschlossen, Späne, Staub und Spritzwasser kommen nicht an die Leitungen. Ihre Deckstege lassen sich mit einem Schraubendreher abnehmen, sodass Sie die Leitungen von oben einlegen, auch nachträglich im eingebauten Zustand. An Fräsen und überall, wo Späne fallen, ist die geschlossene Kette die Wahl, die offene dort, wo die Umgebung sauber ist und geringes Gewicht zählt.

» Was bedeuten die Bezeichnungen HGH, HGW und EGH bei Hiwin?
Die ersten beiden Buchstaben nennen die Baureihe, der dritte die Bauform des Wagens. HG ist die Baureihe für hohe Lasten: Vier Kugelreihen nehmen Kräfte aus allen vier Richtungen gleichermaßen auf. EG ist die flach bauende Baureihe von Hiwin. Schiene und Wagen tragen zusammen weniger auf als bei HG, dafür bleibt sie in Tragzahl und Momentenaufnahme dahinter zurück. Gebaut ist sie für Achsen mit wenig Platz über der Schiene, eine Sparausführung ist sie nicht. Der dritte Buchstabe sagt, wie der Wagen befestigt wird. H ist der schmale Wagen mit den Befestigungsgewinden oben, angeschraubt wird von oben in den Wagen hinein. W ist der Flanschwagen, verschraubt wird durch die Bohrungen im Flansch, von oben oder von unten. HGH und HGW laufen auf derselben Profilschiene HGR, EGH und EGW auf der EGR. Hinter dem Kürzel folgen Baugröße, Wagenlänge, Vorspannung und Genauigkeitsklasse. Im Shop führen wir HGH- und HGW-Wagen mit der passenden HGR-Schiene. Die EG-Baureihe liefern wir auf Anfrage.

» Welches Schmiermittel eignet sich für Profilschienenführungen?
Verwenden Sie spezielle Schmierfette für Linearführungen oder die vom Hersteller empfohlenen Produkte. Diese Fette sind auf die Anforderungen von Wälzkörpern in Linearführungen abgestimmt und bieten guten Verschleißschutz sowie lange Schmierintervalle. Hiwin bietet eigene Schmierstoffe an, die optimal auf ihre Führungen abgestimmt sind.

» Kann ich eine Energiekette kürzen oder verlängern?
Ja, die meisten Energieketten bestehen aus einzelnen Kettengliedern, die sich durch Aushängen der Bolzen trennen lassen. Sie können die Kette auf die benötigte Länge anpassen. Achten Sie darauf, dass die Kette für die gewünschte Länge und den Verfahrweg geeignet ist.

» Wie erkenne ich ein verschlissenes Kugellager?
Typische Anzeichen sind erhöhte Laufgeräusche, Vibrationen, spürbares Spiel oder eine erhöhte Lagertemperatur. Bei CNC-Maschinen kann sich Verschleiß auch durch nachlassende Oberflächenqualität oder Maßabweichungen am Werkstück bemerkbar machen.