Verhalten von Rollenschienen­führungen im Kurzhubbetrieb

Zielstellung

Das Verhalten einer Rollenschienenführung bei kurzen Hüben ist weitgehend unbekannt. Das gilt insbesondere bei sehr kleinen Bewegungen, bei denen nur ein Pendeln im Wälzkontakt entsteht. Deshalb sollten systematische Untersuchungen zu Veränderungen in den Kontaktzonen und zum Schmierfilmaufbau bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen durchgeführt werden. Anhand dieser Prüfung sollten Erfahrungen für weiterführende Kurzhubuntersuchungen gesammelt werden – insbesondere zu zweckmäßigen Betriebs bedingungen, Messverfahren und Bewertungskriterien.

Lösungsweg

Im Projekt wurde das Verhalten einer Rollenschienenführung der Größe 65 unter einer aufliegenden Belastungskraft F = Cdyn bei Hüben H < 100 µm ermittelt. Die Schmierung erfolgte mit dem vom Hersteller empfohlenen Hochleistungsfett zunächst über zusätzliche Schmierbohrungen in der Schiene, dann nur noch mit der im Herstellerkatalog angegebenen Grundschmierung. Gemessen wurden die Veränderungen des Verschiebekraftbedarfs sowie der Schienen- und Wagentemperatur. Beobachtet und beurteilt wurden die Änderungen des Laufbahn- und Schmiermittelzustandes. 
Für die Untersuchungen wurde der in Bild 1 dargestellte Prüfstand aufgebaut. Die gegeneinander verschraubten Führungsschienen mit je einem Wagen waren in einem 4-Säulen-Gestell aufgenommen. Die Belastung erfolgte in aufliegender (Druck-)-Richtung mit einer hydrostatischen Belastungseinheit.

Die Hubbewegung der Führungsschienen wurde über einen einstellbaren Doppelexzenter realisiert. Ein Servomotor trieb die in einem Stehlagergehäuse gelagerte Exzenterwelle an. Zwischen der Koppelstange und der unteren Führungsschiene war ein piezoelektrischer Sensor zum Messen der axialen Verschiebekraft eingebaut. Zur Kontrolle der tatsächlichen Verschiebung zwischen den Wagen und Schienen wurden zwei kapazitive Wegsensoren eingesetzt. Die Überwachung der Temperatur erfolgte mit Messsonden in der Schmierbohrung der unteren Führungsschiene und in einer Bohrung der oberen Platte des Säulengestells. Zum besseren Wärmeübergang waren diese beiden Bohrungen mit Fett gefüllt worden.

Ergebnisse

Die Prüfung der Rollenführung unter den in der Aufgabenstellung festgelegten Bedingungen wurde nach ca.75 Millionen Doppelhüben beendet, ohne dass von außen bzw. über die Kraft- und Temperatursensoren eine Schädigung der Prüflinge feststellbar war (Bild 2).

Die Prüfbedingungen und die Prüfdauer bis zum Versuchsende entsprachen einem Beispieleinsatz der Führungen über einen Zeitraum von ca. zwei Jahren.

Kontakt

© Crispin-Iven Mokry

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

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Herr Dr.-Ing. Lars Penter

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