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Wie man das richtige Linearführungsmodell auswählt: Ein Leitfaden für Konstrukteure

2025-11-20

Die Auswahl des geeigneten linearführung die Auswahl des Modells ist eine der kritischsten Entscheidungen beim Design von Bewegungssystemen. Als Maschinenbauingenieur mit über 20 Jahren Erfahrung in der präzisen Automatisierungstechnik habe ich zahlreiche Anwendungen scheitern sehen, nicht aufgrund schlechter Steuerungs- oder Antriebssysteme, sondern weil die falsche Linearführung gewählt wurde – was zu vorzeitigem Verschleiß, verringerter Genauigkeit oder sogar zum katastrophalen Ausfall führte. Die Wahl der Linearführung beeinflusst direkt Leistung, Zuverlässigkeit, Kosten und Wartungsintervalle.

Die MG Linearführungen serie von KGT verkörpert moderne Ingenieursleistung in diesem Bereich. Entwickelt zur Einhaltung der ISO 10209-Norm sind diese Führungen für hochpräzise Anwendungen in verschiedenen Branchen konzipiert – von der CNC-Bearbeitung und Robotik bis zur Halbleiterfertigung und medizinischen Geräte. Zur sicherzustellen, dass die optimale Auswahl getroffen wird, müssen Ingenieure mehrere miteinander verbundene Parameter bewerten: lastanforderungen, Steifigkeit, Geschwindigkeit, Umgebungsbedingungen und Einbaubedingungen.

Schritt 1: Lastprofil verstehen

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Der erste Schritt bei der Auswahl einer Linearführung besteht darin, die Lastbedingungen zu ermitteln. Linearführungen werden basierend auf der dynamischen Tragzahl (C) und der statischen Tragzahl (C₀) bewertet. Die dynamische Tragzahl bezieht sich auf die maximale Last, die eine Nennlebensdauer von 50 km bei zyklischem Betrieb ermöglicht. Die statische Tragzahl gibt die maximale Kraft an, die die Führung ohne bleibende Verformung bei Stoßbelastung oder Stillstand aushalten kann.

Zum Beispiel, wenn Ihre Anwendung eine vertikale Montage bei Anwendungen, bei denen die Laufkatze eine hängende Last trägt, müssen axial wirkende Kräfte berücksichtigt werden. Im Gegensatz dazu können horizontale Einbaulagen höhere radial tragfähigkeitsanforderungen stellen. Zudem müssen Momentbelastungen—insbesondere Biegemomente (Mₓ)—bewertet werden, insbesondere bei langen Hubstrecken oder bei außermittiger Belastung.

Schritt 2: Abgleich der Größe und Hubanforderungen

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Die Größe der Linearführung wird typischerweise durch die Profilbreite (z. B. 15 mm, 20 mm, 30 mm usw.) definiert, die mit der Tragfähigkeit und Steifigkeit korreliert. Schmale Miniaturführungen (z. B. 15–20 mm Breite) eignen sich für kompakte Anwendungen wie Pick-and-Place-Roboter oder kleine Gantry-Systeme. Sie weisen aufgrund der Rundbogen-Nut geringe Reibung auf und sind in Längen bis zu 2 Metern erhältlich.

Im Gegensatz dazu, Breite Miniaturführungen bieten eine höhere Steifigkeit bei Belastungsmomenten in Querrichtung, wodurch sie ideal für Anwendungen sind, die sowohl Kompaktheit als auch Festigkeit erfordern. Für längere Hübe – bis zu 4 Metern – sind durchgängige Schienen standardmäßig, um Gelenkeffekte zu minimieren und eine gleichmäßige Bewegung über große Wegstrecken sicherzustellen.

Bei der Wahl der Hublänge sollte berücksichtigt werden, ob segmentierte Schienen (mit Fugen) akzeptabel sind. Obwohl segmentierte Schienen die Kosten senken, können sie Fehlausrichtungen und Geräusche verursachen. Für hochpräzise Anwendungen werden durchgehende Schienen oder endlose Schienen (F-Schienen) mit beliebiger Segmentierung bevorzugt.

Schritt 3: Geschwindigkeits- und Beschleunigungsanforderungen bewerten

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Hochgeschwindigkeitsanwendungen erfordern Führungssysteme mit geringer Reibung und optimiertem Design der Wälzkörper. MG's Kettentechnologie – bei der die Wälzkörper in einzelne Ketten getrennt sind – reduziert Vibrationen und Geräuschpegel erheblich. Diese Konstruktion sorgt zudem für gleichmäßigere Bewegung, niedrigere Betriebstemperaturen und eine längere Lebensdauer.

Die Kettentechnologie ermöglicht hohe Geschwindigkeit und Beschleunigung funktionen, die für schnelle Roboterarme oder automatisierte Montagelinien unerlässlich sind. Die Trennung der Wälzkörper minimiert Störungen, ermöglicht eine schnellere Umlaufbewegung und verringert die Wärmeentwicklung. Darüber hinaus verlängern intelligente Nachschmiersysteme im Schlitten die Wartungsintervalle und senken die Betriebskosten.

Schritt 4: Umgebungs- und Betriebsbedingungen berücksichtigen

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Umweltfaktoren spielen eine entscheidende Rolle bei der Führungsauswahl. Wenn Ihre Anwendung in staubiger, feuchter oder korrosiver Umgebung betrieben wird, sind korrosionsbeständige Materialien unerlässlich. MG bietet profilschienen und Schlitten aus korrosionsbeständigen Materialien als Standard an, einschließlich Edelstahl oder beschichtete Varianten wie DURALLOY TDCII. Diese Beschichtungen erhöhen die Haltbarkeit in rauen Umgebungen wie der Lebensmittelverarbeitung, maritimen Bereichen oder der chemischen Industrie.

Auch Dichtungsoptionen sind von großer Bedeutung. MG bietet eine Vielzahl von Dichtsätzen an, darunter Kunststoffkappen, Messingkappen, Abdeckleisten oder Balgsysteme, um Schmutz und Verunreinigungen zu verhindern. Für Reinraumanwendungen sind abgedichtete Versionen mit geringer Ausgasungsneigung erhältlich. Manuelle und pneumatische Klemmelemente verbessern zudem die Haltekraft und Stabilität in Ruhephasen.

Die Schmierung ist ein weiterer entscheidender Faktor. Hochleistungsschmierstoffe, die auf spezifische Betriebsbedingungen – wie hohe Temperaturen, hohe Lasten oder Vakuumumgebungen – abgestimmt sind, stehen zur Verfügung. Einige Modelle unterstützen integrierte Schmiersysteme die eine gleichmäßige Ölversorgung gewährleisten, wodurch Stillstandszeiten reduziert und die Lebensdauer der Komponenten verlängert werden.

Schritt 5: Integration und Anpassungsmöglichkeiten bewerten

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Eine der Stärken von MG-Linearführungen ist ihre Anpassungsfähigkeit. Zubehör wie Skalierungs-Kits ermöglicht eine individuelle Anpassung der Schlitten an applikationsspezifische Anforderungen. Dazu gehören kundenspezifische Montagelöcher, Flansche oder Sensormontagepunkte. Für OEMs reduziert diese Flexibilität den Konstruktionsaufwand und vereinfacht die Integration.

Zusätzlich, standardmäßige Schmieranschlüsse ermöglichen eine nahtlose Integration in bestehende Schmiersysteme. Dies ist besonders in großtechnischen automatisierten Produktionslinien nützlich, wo zentrale Schmierung die Effizienz und Überwachung verbessert.

Schritt 6: Abschluss basierend auf dem Anwendungstyp

Unterschiedliche Anwendungen erfordern unterschiedliche Führungsarten:

- Standard-Linearführungen: Ideal für den Allgemeineinsatz mit ausgewogener Lastverteilung.

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- Breite Standard-Linearführungen: Beste Wahl für hochbelastete Anwendungen mit hohen Momenten, wie beispielsweise bei schweren Bearbeitungszentren.

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- Schmale Miniaturführungen: Ideal für platzbeschränkte Konstruktionen wie Laborautomatisierung oder Mikro-Positionierstufen.

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- Breite Miniaturführungen: Geeignet für kompakte Systeme mit hohem Steifigkeitsbedarf, wie medizinische Geräte oder Prüfmaschinen.

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Fazit: Die richtige ingenieurtechnische Entscheidung treffen

Die Auswahl der richtigen Linearführung ist nicht einfach eine Frage, die größte oder günstigste Option zu wählen – es geht darum, technische Spezifikationen auf reale Anforderungen abzustimmen. Durch sorgfältige Bewertung von Last, Geschwindigkeit, Umgebung und Integrationsanforderungen können Ingenieure eine Lösung auswählen, die langfristige Leistung, Genauigkeit und Zuverlässigkeit bietet.

MG Linearführungen mit ihrer fortschrittlichen Kugelkettentechnologie, einer breiten Palette an Größen und robusten Zubehöroptionen stellen einen Maßstab in Präzisionsbewegungssystemen dar. Ob bei der Entwicklung einer Hochgeschwindigkeitsverpackungsanlage oder eines empfindlichen chirurgischen Roboters – die richtige Linearführung stellt sicher, dass jeder Millimeter Bewegung präzise, vorhersagbar und zuverlässig ist.

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