Fachartikel

Wälzlager

Wenn jeder Millimeter zählt

Wenn jeder Millimeter zählt

Franke Drahtwälzlager vom Typ LER1.5 überzeugen durch kleinsten Einbauraum und eignen sich dadurch ideal für den Handlings- und Automatisierungsbereich. 

Der entscheidende Unterschied zwischen einem gewöhnlichen Kugellager und einem Franke Drahtwälzlager liegt in den Laufringen. Beim Drahtwälzlager rollen die Wälzkörper nicht auf massiven Gehäuseringen, sondern auf gehärteten Drähten. Die Flexibilität dieses Prinzips erlaubt es, freier und einfacher zu konstruieren, um bessere Produkte zu entwickeln. Durch ihre patentierte Technologie bieten Franke Drahtwälzlager maximale Konstruktionsfreiheit, ohne dabei Kompromisse bei der Belastbarkeit einzugehen.  

Franke Lagerelemente vom Typ LER eignen sich für mittlere Drehgeschwindigkeiten und Genauigkeiten. Sie überzeugen durch leichten Lauf, hohe Dynamik und kompakten Einbauraum. Durch die geraden Anlageflächen ergibt sich eine einfache Integration in die umschließende Konstruktion sowie eine hohe Steifigkeit. Der günstige Preis macht das Lagerelement vom Typ LER zu einer wirtschaftlichen Lösung. LER werden in der Regel spielfrei eingebaut. Je nach Anforderung kann die Vorspannung individuell eingestellt werden. 

Die neue Baureihe LER1.5 wurde gezielt für den Einsatz in ultrakompakten Anwendungen wie beispielsweise MRK-Robotern oder medizinischen Geräten entwickelt. Dem Trend zur Miniaturisierung im Handlings- und Automatisierungsbereich wird das neue LER 1.5 mit seinem Einbauraum von gerade einmal 5 x 6 mm ebenfalls gerecht. Kleine Drehtische, Greifer oder Manipulatoren lassen sich damit exakt und hoch belastbar bewegen. 

Einsatzbeispiel: LER 1.5 in sensitiven Robotern 

Eine neue Generation von Robotern ist im Anmarsch: leicht, leise, extrem beweglich und vor allem äußerst ­sensibel im Zusammenspiel mit ihrer Umgebung sind sie auf dem besten Weg, die Grenzen aufzulösen und dem Menschen in seiner Welt ein enger Partner zu werden. 

Neben Elektronik und Steuerungs-Know-how sind es auch mechanische Qualitäten, mit denen moderne Kleinroboter Punkte sammeln. Schlanke Bauweise, geringes Gewicht und eine außergewöhnlich hohe Beweglichkeit sind Voraussetzungen für Leichtbauroboter, um ohne großen Installationsaufwand an allen möglichen Stellen einsetzbar zu sein und dort anfallende Aufgaben zu übernehmen. Für die Gelenke der Roboter wünschen sich die Konstrukteure daher Lagerungen, die zum einen geringes Gewicht und kleinen Einbauraum aufweisen, zum anderen jedoch eine hohe Steifigkeit besitzen, um die auftretenden Momente sicher aufzunehmen.  

Außerdem auf der Wunschliste der Roboterbauer: ein definierter Drehwiderstand zur exakten Auslegung der Antriebsleistung. Franke Drahtwälzlager mit Rechteckprofil erfüllen diese Anforderungen. Sie bestehen aus gehärteten Laufringen mit profilierter Laufbahn, werden direkt in die weiterführende Konstruktion eingelegt. Das spart Einbauraum und gibt den Konstrukteuren größtmöglichen Freiraum bei der Gestaltung der umschließenden Teile. Da Leichtbau bei der Roboterkonstruktion ein großes Thema ist, können durch die Verwendung von Drahtwälzlagern alternative Werkstoffe wie Aluminium, Kunststoff oder gar Karbon (CFK) eingesetzt werden. 

Durch die Anordnung der Laufdrähte kann die Lagerung an die vorherrschenden Belastungsverhältnisse angepasst werden. Weitere Anpassungen können über den Grad der Schmiegung, d. h. der Größe der Kontaktfläche zwischen Wälzkörpern und Laufbahn vorgenommen werden. Die große Anzahl der Gelenke insbesondere bei Robotern neuester Bauart bringen auch wirtschaftliche Aspekte für die Wahl der geeigneten Lagerung ins Spiel. Hier spielen Parameter wie Montagefreundlichkeit, Montagezeit und natürlich der Preis eine Rolle. Auch in diesen Punkten wissen Franke Drahtwälzlager zu überzeugen. Die Montage ist einfach und und die Preise speziell für Lagerelemente oder Dünnringlager in Serienbedarf sind äußerst attraktiv 

In ihrer höchsten Ausbaustufe sind Franke Drahtwälzlager komplett mit Antrieb erhältlich. In das Gehäuse integrierte Torque-Motoren wirken direkt vor Ort – ohne weitere Antriebs- oder Übertragungskomponenten und höchst effizient. Drahtwälzlager mit integriertem Antrieb kommen bereits seit Jahrzehnten in Computertomographen zum Einsatz. Dort beschleunigen sie Röntgeneinheiten von einer Masse bis zu einer Tonne zuverlässig und gleichförmig auf bis zu 400 U/min und ermöglichen dadurch hochauflösende Aufnahmen des menschlichen Körpers.  

Direktantriebe lassen sich mit allen Typen von  Draht­wälzlagern kombinieren. Aus einem LER1.5 mit adaptiertem Direktantrieb könnten auf diese Weise äußerst kompakte Robotergelenke entstehen, die nur noch angesteuert und mit direkt in Franke Drehverbindungen integriert. Der Kunde erhält ein einbaufertiges System. Damit ist es exakt zu positionieren und definierte Taktschritte auszuführen.  

Hohe Leistung und definierte Bewegungen  

Der Torquemotor hat ein hohes Drehmoment bei einer definierten Drehzahlspanne. Dabei ist der Abstand zwischen Stator und Rotor (Luftspalt) ausschlaggebend für die Größe des Drehmoments. Die vorgespannte Franke-Drehverbindung garantiert einen gleichbleibenden Luftspalt. Zur Bestimmung der Motorposition kann ein Messsystem verwendet werden.  

Die große Mittenfreiheit der Drahtwälzlager mit Direktantrieb lässt sich nutzen, um Material einzusparen oder weiterführende Technik wie Messysteme oder Steuereinheiten dort unterzubringen.  

Alle auf dem Markt verfügbaren Messsysteme können in die Drehverbindung integriert werden. Standardmäßig werden sehr robuste induktive Messsysteme eingesetzt. Sie sind als inkrementelle oder absolute Systeme in verschiedenen Genauigkeitsklassen erhältlich. 

Bilder: Franke GmbH 

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