Vierreihige Kugelumlaufeinheiten
Merkmale
Die vierreihigen Kugelumlaufeinheiten sind innerhalb der Profilschienenführungen das umfangreichste und komplexeste Programm. Sie werden eingesetzt, wenn hohe Lasten lauf- und positioniergenau sowie reibungsarm verfahren werden müssen. Die Führungen sind vollkugelig, vorgespannt und für lange, unbegrenzte Hübe geeignet.
Eine Führung besteht aus mindestens einem Führungswagen, einer Führungsschiene, einer Schutz- und Montageschiene, zweiteiligen Verschlusskappen aus Kunststoff und einem der Lieferung beiliegenden Schmieranschluss.
Die vierreihigen Kugelumlaufeinheiten werden standardmäßig basisbefettet ausgeliefert.
X-life
Die Kugelumlaufeinheiten der Ausführung High Speed werden in X-life-Qualität geliefert. Diese Lager zeichnen sich durch optimierte technologische Eigenschaften, eine höhere Robustheit und eine längere Gebrauchsdauer bei deutlich höheren Geschwindigkeiten aus.
High Speed
Die vierreihige vollkugelige Kugelumlaufeinheit KUVE25-B-HS ist die Ausführung High Speed und erweitert das bestehende umfangreiche KUVE-Programm im Bereich der hochdynamischen Anwendungen.
KUVE25-B..-HS werden standardmäßig mit einer Erstbefettung (betriebsbereiter Befettung) geliefert. Gerade bei hochdynamischen Anwendungen ist eine ausreichende Schmierstoffversorgung bei Inbetriebnahme unerlässlich.
Diese Variante ist äußerst robust und aktuell die schnellste vierreihige Kugelumlaufeinheit mit Stahlkugeln auf dem Markt. Um die 10 m/s zu erreichen, wurden die Kopfstücke und Kugelumlenkungen für hochdynamische Anforderungen optimiert. Dadurch ist die Gesamtlänge des Führungswagens gegenüber der Standardausführung geringfügig länger. Der Bauraum entspricht nach wie vor DIN 645-1. Zur Übertragung der Lasten werden Standard-Wälzkörper aus Stahl eingesetzt.
Die Ausführung High Speed ist nur in Größe 25 lieferbar. Dem Baukastenprinzip folgend, ist sie zu den anderen KUVE25-B-Einheiten austauschbar.
Die Einheit KUVE High Speed findet Anwendung bei höchsten Anforderungen an die Dynamik. Trotz des Verzichtes auf Hybridtechnologie kann die volle Leistungsfähigkeit des Wälzkontaktes mit den damit verbundenen Vorteilen im Bezug auf Tragfähigkeit, Steifigkeit, Robustheit und Crashsicherheit umgesetzt werden.
Vollkugelig
Durch die größtmögliche Anzahl an Wälzkörpern sind vollkugelige Führungen äußerst tragfähig und besonders steif.
Führungswagen
Der Tragkörper der Führungswagen ist aus gehärtetem Stahl, die Wälzkörper-Laufbahnen sind feinstgeschliffen. Geschlossene Kanäle mit Umlenkungen aus Kunststoff führen die Kugeln zurück.
Günstig platzierte Schmiertaschen im Wagen sorgen für ein großes Fettreservoir und eine vorteilhafte Schmierung, siehe Link.
Führungsschienen
Die Führungsschienen sind aus gehärtetem Stahl und allseitig geschliffen, die Laufbahnen für die Wälzkörper feinstgeschliffen.
Von oben oder unten zu befestigen
Führungsschienen TKVD (-ADB, -ADK) und TKVD..W sind von oben zu befestigen und haben Durchgangsbohrungen mit Senkungen für die Befestigungsschrauben.
Führungsschienen TKVD..-U und TKVD..-W-U sind von unten zu befestigen und haben Gewinde-Sacklochbohrungen.
Nut für Abdeckband
Führungsschienen TKVD..-ADB haben eine Nut für das geklebte Stahlabdeckband ADB. Führungsschienen TKVD..-ADK haben eine Nut mit Hinterschnitt für das geklemmte Stahlabdeckband ADK.
Zusammengesetzte Schienen
Wenn die gewünschte Schienenlänge den Wert lmax nach Maßtabellen überschreitet, werden die Führungsschienen mehrteilig geliefert, siehe Link.
Standardzubehör
Der Lieferumfang umfasst standardmäßig diverse Zubehörteile.
Schutz- und Montageschiene
Die Schiene aus Kunststoff verhindert Schäden am Wälzkörpersatz und das Herausfallen von Wälzkörpern, wenn der Führungswagen von der Führungsschiene getrennt wird.
Die Wagen werden immer direkt von der Führungsschiene auf die Schutz- und Montageschiene geschoben und bleiben dort bis zur Wiedermontage.
Kunststoff-Verschlusskappen
Die Verschlusskappen verschließen die Senkungen der Bohrungen in den Führungsschienen bündig mit der Schienenoberfläche.
Optional sind auch Verschlusskappen aus Messing lieferbar.
Schmieranschluss
Ein Schmieranschluss zur Nachschmierung von vorne liegt dem Lieferumfang bei.
Belastbarkeit
Die Kugelreihen stehen in O-Anordnung mit Zweipunktkontakt auf den Laufbahnen.
Die Einheiten sind aus allen Richtungen, außer in Bewegungsrichtung, belastbar und nehmen Momente um alle Achsen auf, ➤ Bild.
Belastbarkeit
Beschleunigung und Geschwindigkeit
Vierreihige Kugelumlaufeinheiten KUVE ermöglichen Beschleunigungen bis zu 150 m/s2 und Geschwindigkeiten bis zu 6 m/s, siehe Tabelle. Die Ausführung High Speed ermöglicht Geschwindigkeiten bis 10 m/s, abhängig von den Betriebsbedingungen.
Anwendungsgrenzen
Kurzzeichen | Beschleunigung bis | Geschwindigkeit bis |
|---|---|---|
m/s2 | m/s | |
KUVE | 150 | 6 |
Austauschbarkeit
Führungswagen KWVE und Führungsschienen TKVD sind innerhalb einer Baugröße, Vorspannungsklasse und Genauigkeitsklasse beliebig austauschbar.
Abdichtung
An den Kopfstücken der Führungswagen sind beidseitig nichtschleifende korrosionsarme Frontbleche und elastische Frontabstreifer montiert, die den Schmierstoff im System halten. Bei den Führungswagen der W-Bauform sind beidseitig nur elastische Frontabstreifer montiert.
Standard-Längsdichtleisten sorgen für eine sichere Abdichtung und schützen das Wälzsystem auch bei kritischen Umgebungsbedingungen vor Verschmutzung, ➤ Bild.
ACHTUNG
Bei außerordentlich hoher Schmutzbelastung können zusätzliche Abstreifer montiert werden! Gegebenenfalls sind zusätzliche Abdeckungen einzusetzen!
Schmierung
Kugelumlaufeinheiten KUVE..-B und KUVE..-W eignen sich für Öl- und Fettschmierung. Die Systeme werden mit einer Basisbefettung ausgeliefert. Ein Schmieranschluss zur Nachschmierung von vorne liegt dem Lieferumfang bei. Optional stehen weitere Schmieranschlüsse zur Verfügung.
Die Schmieranschlüsse können bei der Ausführung KUVE..-B rechts, links oder auf der Stirnseite in das Kopfstück geschraubt werden, bei den Ausführungen KUVE High Speed und KUVE..-W nur stirnseitig. Alle Nachschmierbohrungen sind durch Gewindestifte verschlossen. Vor dem Einschrauben des Schmieranschlusses muss der entsprechende Gewindestift entfernt werden. Montageanleitung MON 38 beachten.
Schmierstoffreservoir KUVE..-B und Abdichtung
ACHTUNG
Werden Schmieranschlüsse frontal oder seitlich montiert, ist die maximal zulässige Einschraubtiefe zu beachten! Bei zusätzlichen Dichtungselementen KIT erhöht sich die Einschraubtiefe für die frontale Nachschmiermöglichkeit! Der Standardschmieranschluss ist dann nicht mehr nutzbar! Passende Schmieranschlüsse müssen bei der Bestellung zusätzlich berücksichtigt werden!
Um eine optimale Schmierstoffverteilung sicherzustellen, empfehlen wir, vor Inbetriebnahme und nach Wartungs- und Schmierintervallen die Führungswagen der Ausführung High Speed mehrfach mit geringer Geschwindigkeit zu bewegen!
Betriebstemperatur
Standardmäßig können vierreihige Kugelumlaufeinheiten bei Betriebstemperaturen von –10 °C bis +80 °C eingesetzt werden.
Rostgeschützte Ausführung
Vierreihige Kugelumlaufeinheiten KUVE..-B gibt es in der Genauigkeitsklasse G3 auch korrosionsgeschützt mit den Spezialbeschichtungen Corrotect (mit der Vorspannungsklasse V1 oder V2) und Protect A (mit der Vorspannungsklasse V2).
Konstruktions- und Sicherheitshinweise
Vorspannung
Kugelumlaufeinheiten KUVE gibt es in den Vorspannungsklassen V0, V1 und V2, siehe Tabelle.
Vorspannungsklassen
Vorspannungsklasse | Vorspannungseinstellung |
|---|---|
V0 | sehr geringes Spiel bis spielfrei |
V1** | 0,04 · C |
V2** | 0,1 · C |
**Standard-Vorspannungsklasse.
**Nicht für Ausführung High Speed.
Einfluss der Vorspannung auf die Linearführung
Die Vorspannung einer Linearführung definiert die Steifigkeit des Systems. Die vierreihige Kugelumlaufeinheit KUVE kann in den Vorspannungsklassen V0 bis V2 bezogen werden, wobei die Vorspannungsklasse V1 die Standardvorspannungsklasse ist. Bei speziellen Anforderungen kann man auf die alternativen Vorspannungsklassen zurückgreifen.
Die Steigerung der Vorspannung erhöht die Steifigkeit der Führung. Neben der Steifigkeit wirkt sich die Vorspannung auch auf die Verschiebekraft der Führung aus. Je höher die Vorspannung, desto größer die Verschiebekraft. Des Weiteren wird die Gebrauchsdauer der Führung durch die Vorspannung beeinflusst.
Reibung
Der Reibungskoeffizient hängt vom Verhältnis C/P ab, siehe Tabelle.
Reibungskoeffizient
Belastung C/P | Reibungskoeffizient μKUVE | ||
|---|---|---|---|
von | bis | von | bis |
4 | 20 | 0,0007 | 0,0015 |
Steifigkeit
Die Federkennlinien zeigen die Verformung der Kugelumlaufeinheit KUVE einschließlich der Schraubverbindungen zur Anschlusskonstruktion.
ACHTUNG
Die Steifigkeitskurven gelten nur bei einer Verschraubung gemäß Montageanleitung MON 38 und der Standard-Vorspannungsklasse V1!
Bohrbilder der Führungsschienen
Ohne besondere Angabe haben die Führungsschienen ein symmetrisches Bohrbild mit aL = aR, ➤ Bild.
Auf Wunsch ist auch ein unsymmetrisches Bohrbild möglich. Dabei müssen aL ≧ aL min und aR ≧ aR min sein, ➤ Bild.
ACHTUNG
Unabhängig von der Orientierung der Anschlagseite befinden sich aL links und aR rechts, ➤ Bild! Bei Bestellung die gewünschte Orientierung der Anschlagseite (oben oder unten) angeben!
Bohrbilder bei Schienen mit einer oder zwei Bohrungsreihen
Maximale Anzahl der Teilungen
Die Anzahl der Teilungen ist der ganzzahlige Anteil von:
Für die Abstände aL und aR gilt allgemein:
Bei Führungsschienen mit symmetrischem Bohrbild gilt:
Anzahl der Bohrungen:
| aL, aR | mm | Abstand Schienenanfang und Schienenende zur nächsten Bohrung |
| aL min, aR min | mm | Mindestwerte für aL, aR |
| l | mm | Schienenlänge |
| n | – | Maximal mögliche Anzahl der Teilungen |
| jL | mm | Abstand der Bohrungen zueinander |
| x | – | Anzahl der Bohrungen. |
ACHTUNG
Bei Nichtbeachtung der Minimalwerte für aL und aR können die Senkbohrungen angeschnitten werden! Verletzungsgefahr!
Mehrteilige Führungsschienen
Ist die geforderte Länge der Schienen größer als lmax nach Maßtabellen, oder werden gestoßene Schienen gefordert, dann werden diese Schienen bis zu ihrer Gesamtlänge aus Teilschienen zusammengesetzt. Die Teile sind aufeinander abgestimmt und gekennzeichnet, ➤ Bild. Die Teilung erfolgt immer mittig zwischen den Befestigungsbohrungen.
Kennzeichnung zusammengesetzter Schienen
1A, 1A 1B, 1B 1C, 1C
2A, 2A 2B, 2B 2C, 2C
ACHTUNG
Bei mehrteiligen Schienen muss der stirnseitige Spalt zwischen zwei Teilstücken ＜ 0,05 mm sein!
Beliebig stoßbare Schienen
Sollen Schienenteillängen (l ＜ lmax) nach Kundenwunsch beliebig miteinander zu einem Schienenstrang verbunden werden, so ist der Bestellung des jeweiligen Schienenteilstückes folgender Nachsatz anzufügen: „Schiene beliebig stoßbar“.
Handelt es sich bei dem Schienenteilstück um ein Endstück, wird empfohlen das Schienenende mit einer Fase auszuführen, um das Aufschieben der Führungswagen auf die Schiene zu erleichtern und die Dichtungen vor Beschädigungen zu schützen. In diesem Fall sind bei der Bestellung die Lage der Fase (links oder rechts) und die Position der Anschlagseite (oben oder unten) zu berücksichtigen.
Diese Ausführung ermöglicht eine einfachere Logistik.
Anforderungen an die Umgebungskonstruktion
Die Ablaufgenauigkeit hängt im wesentlichen ab von der Geradheit, Genauigkeit und Steifigkeit der Pass- und Montageflächen.
Die Geradheit des Systems lässt sich am einfachsten einstellen, wenn die Schiene gegen eine Anschlagfläche gepresst wird.
Kann die Schiene nicht, wie empfohlen, mittels Anschlagflächen ausgerichtet werden oder werden sehr hohe Anforderungen an die Ablaufgenauigkeit gestellt, sollte die Schienengeradheit eingeschränkt werden. Der Bestellung ist hierfür folgender Nachsatz anzufügen: „eingeschränkte Schienengeradheit“.
Form- und Lagegenauigkeit der Anschlussflächen
Je genauer und leichtgängiger die Führung sein soll, desto stärker muss auf die Form- und Lagegenauigkeit der Anschlussflächen geachtet werden.
ACHTUNG
Toleranzen der Anschlussfläche und Parallelität der montierten Führungsschienen einhalten, ➤ Bild, und Tabelle!
Flächen schleifen oder feinfräsen – Mittenrauwert Ramax 1,6 anstreben!
Abweichungen von den angegebenen Toleranzen verschlechtern die Gesamtgenauigkeit, verändern die Vorspannung und verringern die Gebrauchsdauer der Führung!
Höhenunterschied ΔH
Für ΔH sind Werte nach folgender Gleichung zulässig:
| ΔH | μm | Höchste zulässige Abweichung von der theoretisch genauen Lage, ➤ Bild |
| a | Faktor, abhängig von der Vorspannungsklasse, siehe Tabelle | |
| b | mm | Mittenabstände der Führungselemente. |
Faktor a
Vorspannungsklasse | Faktor a |
|---|---|
V0 | 0,2 |
V1** | 0,2 |
V2 | 0,1 |
**Standard-Vorspannungsklasse.
ACHTUNG
Hinweise in der Montageanleitung MON 38 für KUVE beachten!
Toleranzen der Anschlussflächen und Parallelität der montierten Führungsschienen und Führungswagen
Parallelität der montierten Führungsschienen
Für parallel angeordnete Führungsschienen gelten die Werte t, ➤ Bild, und Tabelle. Werden die Höchstwerte genutzt, kann der Verschiebewiderstand steigen.
Werte für Form und Lage
Führungsschiene | Vorspannungsklasse | |
|---|---|---|
V0, V1 | V2 | |
Parallelität, Ebenheit und Rechtwinkligkeit t | ||
μm | ||
TKVD15-B (-U) | 8 | 5 |
TKVD15-W (-U) | ||
TKVD20 (-U, -ADB, -ADK) | 9 | 6 |
TKVD20-W (-U) | ||
TKVD25 (-U, -ADB, -ADK) | 11 | 7 |
TKVD25-W (-U) | ||
TKVD30 (-U, -ADB, -ADK) | 13 | 8 |
TKVD30-W (-U) | ||
TKVD35 (-U, -ADB, -ADK) | 15 | 10 |
TKVD35-W (-U) | ||
TKVD45 (-U, -ADB, -ADK) | 17 | 12 |
TKVD55-B (-U, -ADB, -ADK) | 20 | 14 |
Anschlaghöhen und Eckenradien
Anschlaghöhen und Eckenradien gestalten, siehe Tabelle und ➤ Bild.
Anschlaghöhen, Eckenradien
Kurzzeichen | Anschlaghöhen | Eckenradien | ||
|---|---|---|---|---|
h1 | h2 | r1 | r2 | |
mm | mm | mm | mm | |
max. | max. | max. | ||
KUVE15-B (-H, -S, -E, -EC, -ES, -ESC) | 4,5 | 3,5 | 1 | 0,3 |
KUVE15-W | 4,5 | 1,6 | 1 | 0,5 |
KUVE20-B (-L, -H, -HL, -S, -SL, -SN, | 5 | 4 | 1 | 0,5 |
KUVE20-W (-WL) | 5 | 4 | 1 | 0,5 |
KUVE25-B (-L, -H, -HL, -S, -SL, -SN, | 5 | 4,5 | 1 | 0,8 |
KUVE25-B (-E, -ES, -H, -S, -SN, -N) -HS | 5 | 4,5 | 1 | 0,8 |
KUVE25-W (-WL) | 5 | 4,5 | 1 | 0,8 |
KUVE30-B (-L, -H, -HL, -S, -SL, -SN, | 6 | 5 | 1 | 0,8 |
KUVE30-W | 6 | 5 | 1 | 0,8 |
KUVE35-B (-L, -H, -HL, -S, -SL, -SN, | 6,5 | 6 | 1 | 0,8 |
KUVE35-WL | 6,5 | 6 | 1 | 0,8 |
KUVE45-B (-L, -H, -HL, -S, -SL, -SN, | 9 | 8 | 1 | 1 |
KUVE55-B (-L, -S, -SL) | 12 | 10 | 1 | 1,5 |
Anschlaghöhen und Eckenradien
Genauigkeit
Genauigkeitsklassen
Vierreihige Kugelumlaufeinheiten gibt es in den Genauigkeitsklassen G1 bis G4, ➤ Bild und Tabelle. Standard ist die Klasse G3.
Parallelität der Laufbahnen zu den Anschlagflächen
Die Parallelitätstoleranzen der Führungsschienen sind abhängig von der Genauigkeitsklasse, ➤ Bild.
Bei beschichteten Systemen können gegenüber den unbeschichteten Einheiten Toleranz-Abweichungen auftreten.
Genauigkeitsklassen und Parallelitätstoleranzen der Führungsschienen
Toleranzen
Die Toleranzen sind arithmetische Mittelwerte, siehe Tabelle und ➤ Bild. Sie beziehen sich auf den Mittelpunkt der Anschraub- oder Anschlagflächen am Führungswagen.
Die Maße H und A1 bleiben immer innerhalb der Toleranz, unabhängig davon, an welcher Stelle der Schiene der Wagen steht, siehe Tabelle.
Toleranzen für Höhe H und Abstand A1
Toleranz | Genauigkeit | ||||
|---|---|---|---|---|---|
G1 | G2 | G3** | G4 | ||
μm | μm | μm | μm | ||
Toleranz für die Höhe | H | ±10 | ±20 | ±25 | ±80 |
Höhenunterschied** | ΔH | 5 | 10 | 15 | 20 |
Toleranz für den Abstand | A1 | ±10 | ±15 | ±20 | ±80 |
Abstandsunterschied** | ΔA1 | 7 | 15 | 22 | 30 |
**Standard-Genauigkeitsklasse.
**Unterschied zwischen mehreren Führungswagen auf einer Führungsschiene, gemessen an der gleichen Stelle der Schiene.
Bezugsmaße für die Genauigkeit
Beschichtete Einheiten
Bei diesen Einheiten müssen die Werte der entsprechenden Genauigkeitsklasse um die Werte der Beschichtung erhöht werden, siehe Tabelle.
ACHTUNG
Beschichtete Systeme sind nur in der Genauigkeitsklasse G3 erhältlich!
Toleranzen für beschichtete Teile
Toleranz** | Corrotect | Protect A | |
|---|---|---|---|
RROC | KD | ||
μm | μm | ||
Toleranz für die Höhe | H | +6 | +6 |
Höhenunterschied** | ΔH | +3 | +3 |
Toleranz für den Abstand | A1 | +3 | +3 |
Abstandsunterschied** | ΔA1 | +3 | +3 |
**Toleranzfeldverschiebung (Schiene und Wagen beschichtet).
**Unterschied zwischen mehreren Führungswagen auf einer Führungsschiene, gemessen an der gleichen Stelle der Schiene.
Höhensortierung 2S
Bei besonderen Anforderungen an die Genauigkeit paralleler Systeme besteht die Möglichkeit, die Höhentoleranz durch gezielte Sortierung einzugrenzen.
Der Höhenunterschied ΔH2S wird in der Schienenmitte (l/2) gemessen. Dort ist der Höhenunterschied zwischen allen Führungswagen der satzweise gelieferten Kugelumlaufeinheiten maximal ΔH2S, ➤ Bild und Tabelle.
Höhensortierung 2S
Höhenunterschied bei 2S
Höhenunterschied | Genauigkeit | ||
|---|---|---|---|
G1 | G2 | G3 | |
μm | μm | μm | |
ΔH2S** | 10 | 20 | 25 |
**Gemessen in der Schienenmitte.
Positions- und Längentoleranzen der Führungsschienen
Die Positionstoleranzen sind nicht abhängig von der Schienenlänge, ➤ Bild, ➤ Bild und Tabellen.
Das Bohrbild entspricht DIN EN ISO 1101.
Positions- und Längentoleranzen der Führungsschienen TKVD mit einer Bohrungsreihe
Positions- und Längentoleranzen der Führungsschienen TKVD..-W mit zwei Bohrungsreihen
Längentoleranzen der Führungsschienen
Längentoleranz | |||
|---|---|---|---|
abhängig von der Schienenlänge l | mehrteilige Führungsschienen | ||
mm | mm | ||
≦ 1 000 | 1 000 – 3 000 | ＞ 3 000 | |
–1 | –1,5 | ±0,1% | ±3 |
ACHTUNG
Wird in der Bestellbezeichnung keine einteilige Lieferung der Führungsschiene gefordert, kann die Führungsschiene werkseitig optional mehrteilig ausgeführt werden! Zulässige Teilung, siehe Tabelle!
Teilstücke bei mehrteiligen Führungsschienen
Schienenlänge** | Maximal zulässige Teilstücke | |||
|---|---|---|---|---|
mm | ||||
＜ | 3 000 | 2 | ||
| 3 000 | – | 4 000 | 3 |
| 4 000 | – | 6 000 | 4 |
＞ | 6 000 | 4 plus 1 Teilstück je 1 500 mm über 6 000 mm Schienenlänge | ||
**Mindestlänge eines Teilstückes = 600 mm.