Die Wellenführung - Ein System mit vielen Möglichkeiten
Wellensysteme sind
Linearführungen, bei denen Wellen durch eine Aufspannung geführt werden. Sie werden als ein System von mehreren Bauteilen verstanden, welche je nach Anforderung zusammengestellt werden und dadurch ein Schlittensystem bilden. Sie setzen sich aus folgenden Bauteilen zusammen:
- Wellenstangen: um die Schlittenführung aufzubauen.
- Führungsteile: zum a) Halten der Wellenstangen und zum b) Führen eines Supports auf den Wellenstangen.
Die Führungsteile zum Halten von nur einer Wellenstange werden meist Wellenbock genannt. Weiterhin gibt es zur Aufnahme von zwei Wellenstangen die sogenannte Duo-Führung oder auch Doppelführung“genannt. Ferner gibt es Führungsteile auch mit
Linearlagertechnik - dies auch in der Kombination als Einzel- oder Doppelführung.
In der Praxis werden Wellenführungen für einen beweglichen Support von Maschinenelementen benötigt. Dafür werden meist zwei Wellenstangen in fixen Führungen gehalten. Auf den Wellen dazwischen sorgen dann bewegliche
Führungen mit Linearlager für den axialen Support zwischen Punkt A und B.
Neben der entsprechenden Auslegung dieser Teile zueinander, wie Tragfähigkeit und Hubgeschwindigkeit, gibt der Bereich Wellenführung eine weites Feld von Anwendungsmöglichkeiten frei. Zwei Beispiele sind:
- Die Welle ist ein Serviceteil und muss schnell aus der Halteführung genommen werden können.
- Die Halteführung muss senkrecht in 2 Richtungen verstellbar sein, damit die Welle entnommen werden kann.
Vorteile sichern
Im Bereich der Wellenführung lassen sich die geforderten Ansprüche nach der Belastungsauslegung zusammenstellen. Zudem können noch die möglichen Wünsche für eine schnelle Montage und kostengünstigen Service berücksichtigt werden. Im Servicefall werden die Kosten gesenkt, wenn im Vorfeld direkt ein geeignetes und fertiges Bauteil bestellt werden kann. Der Zeitvorteil der Beschaffung, sowie die geringeren Kosten im Vergleich zu einem extra noch zu fertigenden Teil, sprechen für sich.
Die Welle
Bei Wellenführungen werden die Wellen in zwei Hauptgruppen unterteilt:
- Wellenstange, d.h. die Welle ist rundum frei und kann zwischen zwei Wellenböcken eingespannt werden.
- Unterstützte Wellenstange, d.h. die Welle ist mit einem durchgehend montierten Unterstützungsprofil verschraubt.
Bei der unterstützten Welle werden Linearführungen benötigt, die kein geschlossenes Profil haben. Die offene Seite gibt Platz für das Unterstützungsprofil. Der Vorteil bei den unterstützten Wellen ist, dass die Wellenstange komplett die Belastungskraft durch den Support aufhebt. Dadurch ist der Wellendurchhang bei Belastung durch den Support nicht gegeben. Ferner werden alle fertigen Wellen in verschiedenen Stangenlängen, Durchmesser, Passungen, Materialien und Oberflächen angeboten.
Die Führungen
Die Funktion der Wellenführungen kann in zwei Hauptgruppen geteilt werden:
- Starr (A): Klemmen und Halten der Wellenstangen.
- Beweglich (B): Verschiebbar durch integrierte Lagerelemente, auch Linear-Führungen genannt.
Eine weitere Kombination ergibt sich durch die Verwendung von einzelnen Wellenböcken. Also dann, wenn spezielle Abstände zwischen den Wellenachsen notwendig sind. Ansonsten können die bereits fertigen Wellenböcke mit zwei Wellenbohrungen verwendet werden. Diese werden auch Duo-Führungen oder Doppelführung genannt.
Der Vorteil einer Duo-Führung ist, dass der Wellenabstand immer eingehalten wird, da es sich um ein einzelnes Bauteil handelt. Bei separaten Führungen ist der Wellenabstand nur durch konstruktiven Mehraufwand herzustellen, was beim Austausch eines Teils im Servicefall beachtet werden muss.
Die Wellenführung (A) zum Klemmen und Halten der Wellen ist meist eine geschlitzte Ausführung. Somit kann mit einer Schraube im Führungsteil die Welle am Umfang sicher eingeklemmt werden. Diese Methode hat den Vorteil, dass die Wellenoberfläche nicht beschädigt wird und dadurch immer sicher gespannt ist,
Bei den zu bewegenden Linear-Führungen werden zudem unterschiedliche Lagerelemente verwendet:
- Kugellager, auch in rostfreier Ausführung und mit Lippendichtung.
- Linear-Gleitlager
Bei rostfreien Kugellager-Ausführungen ist zu beachten, dass die Tragzahlen nach Angaben des Herstellers reduziert werden müssen. Das ist bei der Berechnung zu berücksichtigen. Alle Ausführungen mit Kugellager sind mit Schmierlöchern versehen. Außen am Führungsgehäuse sind Aufnahmen für Schmiernippel vorgesehen. Vor der ersten Montage müssen die Lager unbedingt befettet werden. Schmiernippel und Fett sind nicht immer im Lieferumfang der Wellenführungen enthalten.