Linearlager

Was ist ein Linearlager?

Linearlager, auch Kugelbuchsen oder Linearkugellager genannt, gehören zur Gruppe der Kugellager. Das außergewöhnliche an Linearlagern ist der axial ausgelegte Kugelumlauf. Dieser dient – anders als bei allen anderen Wälzlagern – nicht der Lagerung rotierender Elemente, sondern einer möglichst reibungsarmen translatorischen Führung von Maschinenelementen entlang einer zylindrisch ausgeformten Welle. Auch wenn Linearlager in unterschiedlichsten Formen und Geometrien existieren, so haben sie doch immer zwei Gemeinsamkeiten. Linearlager bestehen immer aus einem führenden und einem geführten Teil.

Wie sind Linearlager aufgebaut?

Moderne Linearlager verfügen über mehrere Laufbahnplatten am Außendurchmesser. Pro Kugelumlauf wird eine Laufbahnplatte verbaut. Auf diesen Laufbahnplatten rollen die Kugeln im Linearlager ab. Die Laufbahnplatten sind in einem Kunststoffgehäuse montiert, welches auch als Kugelkäfig dient und die Kugelrückführung übernimmt. Anstelle eines Innenrings wird eine Welle aus Präzisionsstahl eingesetzt, auf der die Kugel innerhalb des Lagers laufen. Je nach Einsatzzweck können Linearlager mit Abdichtungen an einer oder beiden Stirnseiten versehen sein.

Welche Arten von Linearlagern gibt es?

Grundsätzlich werden Linearlager als Leichtbau-, Schwerlast-, Massiv- und Gleitlager ausgeführt. Dabei verfügt jede Bauform über ganz spezifische Eigenschaften, die sie für vordefinierte Anwendungen besonders geeignet machen. So können Linearlager Forderungen nach besonders reibungsarmem Lauf erfüllen, für hohe Beschleunigungen ausgelegt sein oder für extrem hohe Lebensdauer konzipiert werden.

Linearlager werden entweder als offene oder geschlossene Elemente angeboten. Bei offenen Ausführungen ist ein Segment-Ausschnitt vorhanden. Diese Linearlager werden bei unterstützten Wellen eingesetzt. Geschlossene Linearlager dienen zur einfachen und kostengünstigen Realisierung von Präzisions-Standard-Führungen mit einem festen, genormten Hüllkreis.

Wenn spielfreie oder vorgespannte Führungen benötigt werden, kommen geschlitzte Linearlager zum Einsatz. Bei dieser Variante lässt sich das Betriebsspiel mittels einer Stellschraube justieren.

Alle Linearlager werden durch eine Erstbefettung mit langlebigem Schmierfett ausgerüstet. Dieses wird in einem integrierten Reservoir gespeichert, was Linearlager so gut wie wartungsfrei macht. Bei Bedarf lassen sich die Lager über Durchbrüche im Außenring oder radial angeordnete Bohrungen schmieren.

Wo werden Linearlager verwendet?

Linearlager dienen der reibungsarmen Führung einer geradlinigen Bewegung von Maschinenelementen. Anwendung finden Linearlager unter anderem in Werkzeugmaschinen, Druckmaschinen, Pressen und Brennschneidemaschinen, aber auch in Messmaschinen oder Computern. Auch für Verschiebeeinrichtung, beispielsweise Lineartischen, werden Linearlager eingesetzt.

Was sind die Vorteile von Linearlagern?

Der große Vorteil von Linearführungen liegt in ihrer Vielfältigkeit. Für jede Anforderung existiert das passende Lager. Wenn es um geringstes Lagerspiel und damit höchste Präzision bei der Positionierung geht, punkten Wälzführungen deutlich. Steht jedoch geringes Gewicht und damit hohe Geschwindigkeit im Fokus, sind Gleitlager im Bereich der Linearführungen im Vorteil. Denn je weniger Masse beschleunigt werden muss, desto weniger Energie wird benötigt. Gerade für mobile Geräte, im Hobbybereich oder auch im Möbelbau sind Lineargleitlager dank ihrem niedrigen Gesamtgewicht nicht wegzudenken.

Was ist der Unterschied zwischen Kugellagern und Gleitlagern?

Auf Wälzlagern basierende Linearlager nutzen Kugeln oder auch Rollen als Wälzkörper. Diese Elemente verringern die Reibung zwischen den Bauteilen der Führung sowie die Verschiebewiderstände. Wälzlager-Linearführungen sind auch unter Last jederzeit leichtgängig und extrem dynamisch belastbar. Auch ist eine hohe Steifigkeit und ausgezeichnete Präzision bezeichnend für Linearsysteme auf Wälzlagerbasis.

Gleitlager hingegen nutzen eine Gleitfläche aus spezifischen Werkstoffen – Bronze, Teflon oder optimierte Kunststoffe – zur Verringerung der Reibung. Diese Gleitschicht ist je nach System auf der Führung oder aber dem geführten Teil aufgebracht. Die im Gegensatz zu Wälzlagern deutlich vergrößerte Kontaktfläche erlaubt stark erhöhte Belastungen. Auch Stöße werden ohne Folgeschäden an den Gleitflächen verkraftet. Gleitlager können auf den unterschiedlichsten Materialen eingesetzt werden. Sie funktionieren auf Stahlwellen genauso gut wie auf Wellen aus Aluminium, Edelstahl oder Kohlefasern. Weiterhin sind Gleitlager geräuscharm und unempfindlich gegen Verschmutzungen. Allerdings sind die Reibwerte im Vergleich zu Kugellagern deutlich erhöht, die Präzision der Systeme hingegen verringert.