Titelstory: Linearschlitteneinheiten mit hydrostatischer Führung

Bei der Entwicklung neuer Bearbeitungsmaschinen setzen immer mehr Hersteller auf die externe Beschaffung kompletter Baugruppen, die bereits hinsichtlich Effizienz, Präzision und Kosten optimiert sind. Dazu zählen unter anderem Schlitteneinheiten, die herkömmlicherweise mit Wälzelementen geführt sind. Diese sind jedoch verschleißbehaftet, verursachen bei der Umkehr der Bewegungsrichtung einen deutlichen Sprung der Antriebskraft und verfügen bestenfalls über eine nur geringe Dämpfung. Diese Fehler gibt es bei hydrostatischen Führungen - z.B. von Hyprostatik Schönfeld - nicht. Deshalb bevorzugen viele Maschinenhersteller hydrostatisch geführte Schlitteneinheiten.
Hydrostatische Führungen arbeiten verschleißfrei und besonders zuverlässig.
Hydrostatische Führungen arbeiten verschleißfrei und besonders zuverlässig. Bild: Hyprostatik Schönfeld GmbH

Das Prinzip hydrostatischer Komponenten beruht auf berührungslosen Bewegungen. Infolgedessen funktionieren hydrostatisch geführte Schlitten verschleißfrei und weisen eine unbegrenzte Lebensdauer auf. Für die hydrostatisch geführten linearen Schlitteneinheiten von Hyprostatik Schönfeld, dem Technologieführer im Bereich hydrostatischer Systeme, sprechen vor allem hohe Zuverlässigkeit, dauerhafte Verfügbarkeit sowie geringe Servicekosten. Da diese Eigenschaften unabhängig von der Gebrauchsdauer bestehen, kann der Maschinenanwender langfristig deutlich effektiver und wirtschaftlicher fertigen.

Funktionsweise des hydrostatischen Schlittens

Wegen der geringen Reibung entsteht bei Umkehr der Bewegungsrichtung eines hydrostatischen Schlittens kein Kraftsprung. Aus diesem Grund werden Positionsabweichungen kleiner 0,1µm erreicht, sofern für die Wegmessung Linearmaßstäbe zur Anwendung kommen. Hyprostatik Schönfeld fertigt die Führungsbahn und den Schlitten auf einer hochpräzisen Flachschleifmaschine mit hydrostatischen Führungen in allen drei Achsen sowie hydrostatisch gelagerter Schleifspindel. Somit wird eine hohe Geradheit der Schlittenbewegung erreicht, die den Einsatz der Linearführungen auch für Ultrapräzisionsmaschinen zulässt. Angeboten werden diese Schlitteneinheiten nur mit hydrostatischer Führung sowie alternativ mit Vorschubantrieb durch Linearmotor oder durch Gewindetrieb mit hydrostatischer Mutter und hydrostatischer Lagerung für die Gewindespindel.

Führungsschlitten mit Faltenbalg
Führungsschlitten mit FaltenbalgBild: Hyprostatik Schönfeld GmbH

Da keine gleitenden Dichtungen zur Anwendung kommen, resultiert die gesamte Reibung der Schlittenbewegung bei beiden Antriebsvarianten aus hydrostatischen Komponenten. Damit ist die Reibung besonders gering und proportional der Geschwindigkeit. Das heißt, bei langsamer Geschwindigkeit liegt die Reibung nahe Null – und bei Geschwindigkeit Null ist sie genau gleich Null, weshalb kein Kraftsprung bei Umkehr der Bewegungsrichtung auftritt.

Keine Reibung, geringste Positionsabweichungen

Abhängig von den Möglichkeiten der Vorschubsteuerung und der Wegmessungsqualität sind Positionsabweichungen kleiner als 0,1µm erreichbar, wodurch mit Kreuzschlitten Bahnabweichungen kleiner 0,1µm erzielt werden. Es ist somit z.B. möglich, verschiedene Durchmesser einer Koordinatenschleifmaschine durch eine Kreisbewegung des Kreuzschlittens zu erzeugen. Damit kann am Vertikalschlitten dieser Maschinen eine stabile und leitungsstarke Innenschleifspindel zum Einsatz kommen. Eine rotierende Pinole mit einem labilen Querschlitten für die Innenschleifspindel entfällt.

Die hochwertigen Komponenten von Hyprostatik Schönfeld kommen in verschiedensten Bearbeitungsmaschinen zum Einsatz, hier beispielsweise in einer Flachschleifmaschine. – Bild: Hyprostatik Schönfeld GmbH

Qualität der Schlittenführung

Neben der Positionsabweichung wird die Qualität einer Schlittenführung auch durch die Geradheit der Schlittenbewegung in beiden Richtungen quer zur Bewegungsrichtung bestimmt. Voraussetzung für beste Ergebnisse sind eine hohe Steifigkeit der hydrostatischen Führungen und geringe Querkräfte aus dem Antrieb. Des Weiteren ist eine exzellente Geradheit der Führungsflächen an der Führungsbahn, also eine entsprechend präzise Fertigungsmaschine entscheidend. Beide Forderungen werden von den hydrostatisch geführten Schlitten des Anbieters Hyprostatik Schönfeld bestens erfüllt.

CAD-Darstellung eines Führungsschlittens. – Bild: Hyprostatik Schönfeld GmbH

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