Linearachsen eignen sich für den Einsatz in Produktions-, Montage-, Verpackungs-, Logistik- und Lagerlinien oder an speziellen Industriemaschinen. Ein Zahnriemenantrieb stellt hier eine sanfte und synchrone Übertragung auch von schweren und konstanten Lasten sicher. 

Die Linearachsen mit Zahnriemenantrieb und Profilschienenführung bieten den Kunden zahlreiche Vorteile: Sie sind kompakt und leicht, überzeugen aber gleichzeitig durch eine sehr hohe Steifigkeit. Der Zahnriemenantrieb sorgt für einen geschmeidigen, synchronen Antrieb. „Zahnriementriebe werden unter anderem in Positionierantrieben eingesetzt, da sie aufgrund der formschlüssigen Kopplung reproduzierbar arbeiten“, so Martin Ahner, Leiter der Norelem Academy. „Zudem können sie weitgehend spielfrei ausgeführt werden. In diesem Fall wird der Zahnriementrieb als Stelltrieb verwendet.“ Durch die abgedichteten Lager ergibt sich für die Linearachsen eine geringe Wartung. Die Riemen selbst sind gut erreichbar, sodass Anwender die Spannung einfach einstellen können oder bei Bedarf ein Austausch erfolgen kann. Die Standardhublängen betragen bis zu 1.500 mm, auf Anfrage sind die Linearachsen aber auch in Sonderlängen bis zu 4.000 mm erhältlich. 

Aufbau der Linearachsen

Der Grundkörper besteht aus einem selbsttragenden Aluminium-Strangpressprofil mit integrierter Profilschienenführung. Es handelt sich um ein Standardprofil der Baureihe I mit den Maßen 60 x 60 mm oder 80 x 80 mm. Das Schienensystem kann sehr hohe Kräfte aus allen Richtungen aufnehmen, ist verschleißarm und bietet einen optimalen Ablauf bei der Bewegung großer Massen. An den Außenseiten des Aluminiumprofils befinden sich Nuten für eine einfache und sichere Montage und zur Befestigung von Zubehörteilen. Die Nutbreite beträgt 6 oder 8 mm. 
Durch den symmetrischen Aufbau ermöglicht die Linearachse den Anbau von Motoren und Getrieben an allen vier Seiten der Lagergehäuse. Der Aluminium-Schlitten der Linearführung besitzt vier Gewindebohrungen zur Montage weiterer Elemente. Zusätzliche Zentrierbohrungen ermöglichen eine passgenaue Montage. Mit Stahlzugträgern verstärkte Zahnriemen ermöglichen eine hohe Kraftübertragung und gleichzeitig eine hohe Positioniergenauigkeit. Der Zahnriemen läuft an der Oberseite des Aluminiumprofils in Führungsnuten und schützt dadurch alle im Profil liegenden Teile vor Verschmutzung.

Zahnriemen und Zahnriemenscheiben

„Im Verbund mit Zahnriemenscheiben kommen Zahnriemen von Norelem überall im Maschinenbau, der Automatisierungsbranche sowie im Handwerk zum Einsatz“, erläutert Martin Ahner. „Ihre Vorzüge spielen sie dort aus, wo die Übertragung großer Kräfte, hohe Beschleunigung, exakte Positionierung und Gleichlaufkonstanz gefordert sind.“ Ihre Zuverlässigkeit und der geringe Wartungsaufwand, ihre Laufruhe und die hohe Energieeffizienz machen Zahnriementriebe zu einem bevorzugten Antriebsmedium. Norelem hält nicht nur ein breites Set an Standardgrößen vor, sondern hat Zahnriemen auch als Meterware im Angebot. 
In Verbindung mit den Zahnriemenscheiben bilden Zahnriemen einen kompakten Antrieb mit großer Leistungsdichte und sehr gutem Wirkungsgrad. Sie sind wartungs- und geräuscharm, beständig gegen vielfältige Umwelteinflüsse und bei richtiger Dimensionierung äußerst langlebig. „Für Antriebslösungen setzt man grundsätzlich endlos gefertigte Zahnriemen ein“, so Martin Ahner. „Sie gewährleisten ein gleichbleibend hohes Leistungsprofil sowie Längenstabilität.“ 

Meterware zur Wandlung von Dreh- in Linearbewegungen 

Die ebenfalls bei Norelem erhältliche Meterware dient vorwiegend dazu, die Drehbewegung der Zahnriemenscheibe in eine Linearbewegung zu verwandeln: In diesem Falle werden die offenen Enden mittels Klemmplatten an den beweglichen Schlitten befestigt. Wird die Meterware zu einem endlosen Band zusammengeschweißt, reduzieren sich die Festigkeitswerte um rund 50 Prozent, da die Zugträger an der Schweißstelle getrennt sind. Sie sind deshalb nicht geeignet für Anwendungen, die Präzision und die Übertragung hoher wie gleichmäßiger Kräfte erfordern. Die Meterware wird in Standard-Rollenlängen von 100 Meter gefertigt und kann in jeder gewünschten Länge geliefert werden. Der Temperaturbereich für den Einsatz der Riemen reicht von -30 °C bis +100 °C. Die Riemen sind sehr gut chemisch beständig, zum Beispiel gegen Fette und Öle.

Verschiedene Werkstoffe und Profile

Zahnriemen sind bei Norelem in unterschiedlichen Werkstoffen und Profilen erhältlich. Die Profile T und AT bestehen aus Polyurethan (PU) mit Stahlzugstrang. Bei Profil HDR besteht der Riemenzahn und Rücken aus Chloroprenekautschuk (CR), die Zugstränge im Zahnriemen aus Glascord. Das Zahnabdeckgewebe ist aus Polyamid gefertigt. Zahnscheiben werden je nach Ausführung aus hochwertigem Aluminium oder Stahl unter Einhaltung geringer Toleranzen gefertigt. Die Scheiben sind zentriert beziehungsweise vorgebohrt. Passbohrungen und Keilnuten können bei Bedarf nachträglich eingebracht werden. Zudem bietet Norelem Zahnwellen an, mit denen eigene Zahnscheiben und Klemmplatten zur Befestigung der offenen Zahnriemen hergestellt werden können. 

Zubehör für Linearachsen

Für die Linearachsen mit Zahnriemenantrieb bietet der Hersteller zahlreiche Zubehör-Optionen an. So gestatten Nutentische durch die Profilnuten unendlich viele Befestigungsmöglichkeiten am Führungsschlitten. Zudem sind bei Norelem Motoranbausätze erhältlich, die eine einfache und wirtschaftliche Lösung zur Anbindung von Elektromotoren darstellen. Schutzkappen schützen offene Achsenden vor Staub, während Aluminiumprofile eine Anbindung der Linearachsen ermöglichen. Synchronisiersätze erlauben das Synchronisieren von zwei parallel montierten Linearachsen. Nicht zuletzt hält Norelem induktive Näherungsschalter auf Lager, die von oben montier- und einschraubbar sind. 

Verfügbar sind auch Lineareinheiten mit elektrischen oder pneumatischen Antriebsarten. Sie überzeugen je nach Anwendung mit spezifischen Vorteilen. Wer sich nicht sicher ist, kann eine Expertenberatung bei Norelem nutzen. In der frei zugänglichen Wissensdatenbank der Norelem Academy können sich Ingenieure im Produktwissen „Linearachsen mit Zahnriemenantrieb“, aber auch selbst über die Vorteile der einzelnen Lösungen informieren. 

Autor
Tobias Brenner, Leitung Marketing