Een lineaire geleiding is een machine-element dat een onderdeel langs een rechte baan geleidt en daarbij krachten en momenten opneemt. Ze bestaat uit een geleiderail en een geleidingswagen die daarop loopt. Tussen beide zorgen rolelementen, looprollen of glijvlakken ervoor dat de wagen met weinig wrijving en hoge nauwkeurigheid beweegt. Lineaire geleidingen zijn het centrale onderdeel van de lineaire techniek en zitten overal waar assen bewegen, lasten worden gepositioneerd of gereedschappen worden geleid.
Deze pagina geeft een overzicht van de soorten lineaire geleidingen, de criteria voor de keuze en de bouwvormen die Franke ontwikkelt en produceert.
Opbouw van een lineaire geleiding
Elke lineaire geleiding bestaat uit twee hoofdonderdelen: de geleiderail, die vast op de machine wordt geschroefd, en de geleidingswagen, die de bewegende last draagt. Afhankelijk van de fabrikant heet de wagen ook loopwagen of cassette. In de wagen zitten de elementen die op de rail rollen of glijden: omlopende kogels, looprollen of glijstukken. Afdichtingen en afstrijkers houden vuil weg van de loopvlakken.
Hoe rail en wagen samenwerken, bepaalt de eigenschappen van de lineaire geleiding: draagvermogen, stijfheid, snelheid, looprust en onderhoudsbehoefte.
Soorten lineaire geleidingen
Lineaire geleidingen kunnen worden ingedeeld naar het werkingsprincipe tussen rail en wagen. De vier belangrijkste soorten zijn:
Kogelomloopgeleidingen
Bij een profielrailgeleiding met kogelomloop rollen kogels tussen rail en wagen af en worden ze in de wagen voortdurend teruggevoerd. Kogelomloopgeleidingen zijn meestal van staal, bereiken een hoge geleidingsnauwkeurigheid en stijfheid en zijn daarom wijdverbreid in de bouw van gereedschapsmachines. Ze worden gesmeerd geleverd en afhankelijk van uitvoering en toepassing met tussenpozen nagesmeerd.
Looprolgeleidingen
Bij een looprolgeleiding rollen looprollen af op de loopbanen van de rail. In de rollen zitten wentellagers. Looprolgeleidingen lopen licht, zijn geschikt voor hoge snelheden en relatief ongevoelig voor vuil. Omdat rails en wagens vaak van aluminium zijn, zijn ze bovendien licht.
Glijgeleidingen
Glijgeleidingen werken zonder rolelementen: wagen en rail glijden via kunststof of metalen vlakken over elkaar. Ze zijn eenvoudig, robuust en ongevoelig voor vuil, en uitvoeringen met kunststof glijstukken werken vaak zonder smering. Daar staat tegenover dat de wrijving hoger is dan bij rolelementen. Gesmeerde glijgeleidingen kunnen bovendien neigen tot schokkerig glijden (stick slip), wat de positioneernauwkeurigheid aantast.
Asgeleidingen
Bij een asgeleiding loopt een lineair kogellager op een ronde, geharde as. Asgeleidingen zijn voordelig en eenvoudig te monteren. Omdat een as onder dwarsbelasting kan doorbuigen, is de stijfheid lager dan bij profielrailgeleidingen. Bij langere slagen worden daarom ondersteunde assen gebruikt, meestal twee parallelle assen tegen verdraaien.
Lineaire geleidingen vergeleken
| Soort | Werkingsprincipe | Sterke punten | Grenzen |
|---|---|---|---|
| Kogelomloopgeleiding | kogels lopen om in de wagen | hoge nauwkeurigheid, hoge stijfheid | smering vereist, hoger gewicht |
| Looprolgeleiding | looprollen rollen af op de rail | hoge snelheid, laag gewicht, ongevoelig voor vuil | voor zeer hoge belastingen grotere bouwgroottes nodig |
| Glijgeleiding | glijvlakken van kunststof of metaal | robuust, ongevoelig voor vuil, vaak smeermiddelvrij | hogere wrijving, stick slip mogelijk |
| Asgeleiding | lineair kogellager op ronde as | eenvoudige montage, voordelig | doorbuiging van de as, lagere stijfheid |
De juiste lineaire geleiding kiezen
Welke lineaire geleiding bij een toepassing past, hangt af van deze factoren:
- Belasting: grootte en richting van de krachten en momenten om alle drie de assen.
- Snelheid en versnelling: bij hoge dynamiek tellen een lage bewegende massa en licht lopende rolelementen.
- Nauwkeurigheid en stijfheid: vereiste positioneernauwkeurigheid en toelaatbare vervorming onder belasting.
- Slag en inbouwruimte: raillengte, inbouwhoogte en beschikbare breedte.
- Omgeving: vuil, vocht, cleanroom, levensmiddelensector, vacuüm of magnetische velden. Hier zijn materiaal, afdichting en smering doorslaggevend.
- Materiaal en gewicht: een aluminium geleiding past bij aluminium constructies en bespaart gewicht.
- Onderhoud: of er moet worden nagesmeerd of dat de lineaire geleiding onderhoudsvrij werkt.
Het Franke principe bij lineaire geleidingen
Franke past het principe van het draadwentellager toe op lineaire bewegingen: in de aluminium profielen zijn loopbanen van draad gelegd waarop grote looprollen afrollen. De ingelegde loopbanen zorgen voor het draagvermogen, de rest van de constructie kan van licht aluminium zijn. Meer hierover op de pagina Het Franke principe bij lineaire geleidingen.
- Onderhoudsvrij: de naaldlagers of kogellagers in de looprollen zijn levensduur gesmeerd.
- Stil: Franke lineaire geleidingen lopen met een zacht, gelijkmatig ruisen en zijn geschikt voor geluidsgevoelige toepassingen.
- Homogeen met aluminium: rails en loopwagens zijn van aluminium. In aluminium constructies zijn temperatuurafhankelijke vervormingen daardoor uitgesloten.
- Gepatenteerde geleiding: de looprollen hebben een groef die is afgestemd op de draadloopbanen. Die voorkomt dat de rollen op hun pennen verschuiven en tegen de behuizing wrijven.
Bouwvormen
- Profielrail met loopwagen: bestaat uit slechts twee modules, de profielrail en de geleidingswagen die erop loopt. Een breder profiel stabiliseert de basis, zie ook dubbele rail.
- Profielrails paar met paar looprolschoenen: de geleidingsbreedte is vrij te kiezen via de afstand tussen de twee rails. De looprolschoenen worden direct op de aansluitconstructie geschroefd, een wagenplaat is dus niet nodig. Zie ook enkel railpaar.
Types voor verschillende gebruiksomstandigheden
- Type FDA met cassette: standaard, stil en licht lopend, van aluminium met onderhoudsvrije, afgedichte naaldgelagerde looprollen
- Type FDB met cassette: Low Cost met kogelgelagerde looprollen, voordelig en geschikt voor vrijwel alle branches
- Type FDC met cassette: corrosiebestendig, stil en licht lopend voor veeleisende omgevingen
- Type FDD met cassette: amagnetisch, bijvoorbeeld voor medische technologie en elektronicaproductie
- Type FDE met cassette: smeermiddelvrij, voor levensmiddelenproductie en cleanrooms
- Type FDG met cassette: loopbanen van roestvrij staal en kogelgelagerde looprollen, ongevoelig en voordelig
- Type FDH met cassette: zeer dynamisch met hoekcontactkogellagers voor maximale versnelling en snelheid, bijvoorbeeld bij pick and place
- Type FDI met cassette: vacuümgeschikt, met smeermiddelen en materialen tegen uitgassen in hoogvacuüm
Passende accessoires zijn bijvoorbeeld cassettes met klemming. Alle producten in één overzicht: productoverzicht lineaire geleidingen
Standaard geleiding of maatwerk lineaire geleiding?
Voor veel toepassingen is de juiste lineaire geleiding te vinden in het standaardprogramma. Als inbouwruimte, gewicht, profielvorm of materiaal bijzondere eisen stellen, past Franke railprofielen en loopwagens individueel aan. Voorbeelden tonen de pagina’s Individuele lineaire geleidingen en Lineaire geleidingen in lichtbouw.
Toepassingsgebieden van lineaire geleidingen
Franke lineaire geleidingen worden onder meer toegepast in de machinebouw, medische technologie, verpakking, apparatenbouw, robotica en handling, onderzoek en ontwikkeling, voertuigbouw, energieopwekking en automatiseringstechniek. Voorbeelden toont het overzicht toepassingen voor lineaire geleidingen.
Veelgestelde vragen over lineaire geleidingen
Wat is een lineaire geleiding?
Een lineaire geleiding is een machine-element dat een onderdeel langs een rechte baan geleidt. Ze bestaat uit een geleiderail en een geleidingswagen, waartussen kogels, looprollen of glijvlakken zorgen voor een nauwkeurige beweging met weinig wrijving.
Welke soorten lineaire geleidingen zijn er?
De belangrijkste soorten zijn kogelomloopgeleidingen, looprolgeleidingen, glijgeleidingen en asgeleidingen. Ze verschillen in het werkingsprincipe tussen rail en wagen en daardoor in draagvermogen, snelheid, looprust en onderhoudsbehoefte.
Wat is het verschil tussen een looprolgeleiding en een kogelomloopgeleiding?
Bij een kogelomloopgeleiding lopen kogels om in de wagen, wat een hoge nauwkeurigheid en stijfheid oplevert maar smering vereist. Bij een looprolgeleiding rollen looprollen af op de rail. Looprolgeleidingen lopen licht, zijn licht van gewicht en geschikt voor hoge snelheden.
Zijn lineaire geleidingen onderhoudsvrij?
Dat hangt af van de bouwvorm. Kogelomloopgeleidingen worden afhankelijk van uitvoering en toepassing met tussenpozen nagesmeerd. Bij Franke lineaire geleidingen zijn de wentellagers in de looprollen levensduur gesmeerd, ze werken daardoor onderhoudsvrij.
Hoe kies ik de juiste lineaire geleiding?
Doorslaggevend zijn belasting en momenten, snelheid en versnelling, vereiste nauwkeurigheid, slag en inbouwruimte en omgevingsomstandigheden zoals vuil, cleanroom of vacuüm. Bij bijzondere eisen helpt het advies van Franke.
Meer begrippen in de Franke woordenlijst: Geleidingswagen | Looprolgeleiding | Lineaire techniek | Aluminium geleiding
Franke produceert lineaire geleidingen ook op maat volgens uw specificaties: Individuele lineaire geleidingen