Rundführungen

Aufbau, Funktionsprinzip, Vorteile und Einsatz im Überblick

Was sind Rundführungen

Deinhammer Rundführungen gehören zur Familie der Gleitführungen: Die Bewegung erfolgt als Gleitbewegung zwischen einer Führungsbuchse und einer Rundwelle, nicht über kugelgelagerte Wälzelemente. Dadurch kommen sie ohne permanente Nachschmierung aus und sind deutlich unempfindlicher gegenüber Schmutz, Staub und Feuchtigkeit als viele klassische Kugelbuchsen.

Typische Einsatzfälle sind verstellbare Achsen, Führungs- und Verstellelemente in automatisierten Anlagen, Handling- und Prüftechnik, Pressen oder Werkzeugmaschinen. Überall dort, wo eine saubere, verlässliche Linearbewegung bei minimalem Wartungsaufwand gefordert ist, bietet die Rundführung eine bewährte Alternative zu Profilschienen- oder Kugelumlaufführungen.

Eine Rundführung besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten: dem Führungskörper beziehungsweise der Führungsbuchse, den Gleitelementen und der Führungssäule. Der Führungskörper bildet das Gehäuse, nimmt die Gleitbuchsen auf und stellt die Schnittstelle zur Maschine dar. Standardmäßig werden hochfeste Aluminiumgehäuse eingesetzt; je nach Einsatzfall sind aber auch Stahl- oder Edelstahlausführungen möglich. Die Gleitelemente – meist als Gleitbuchsen ausgeführt – bestehen aus reibungsarmen Hochleistungskunststoffen und liegen flächig auf der Führungswelle an. Dadurch werden Kräfte großflächig eingeleitet, Punktbelastungen vermieden und die Bewegung ruhig gedämpft. Als Führungssäule dient eine präzisionsgeschliffene Rundwelle, die als „Schiene“ fungiert. Je nach Anforderung kommen ungehärtete Wellen mit Toleranzfeld h9 oder gehärtete, geschliffene und gegebenenfalls hartverchromte beziehungsweise Edelstahlwellen mit engeren Toleranzen wie h6 oder h7 zum Einsatz – insbesondere bei höheren Belastungen oder in korrosiven Umgebungen.

Die Leistungsfähigkeit der Rundführung wird maßgeblich durch die Gleitelemente bestimmt. DEINHAMMER setzt hier auf ZEDEX® Hochleistungskunststoffe der Firma WOLF, die je nach Einsatzbedingungen gezielt ausgewählt werden. ZX-100K ist der universelle Allround-Werkstoff mit sehr geringer Reibung und gutem Verschleißverhalten, besonders geeignet für langsamere Gleitbewegungen mit Stößen oder Vibrationen, beispielsweise in Verstelleinheiten. Der Werkstoff ist auch unter Wasser einsetzbar. ZX-530 ist ein Hochleistungswerkstoff mit PTFE-Keramik-Anteilen für Temperaturen von ungefähr –100 °C bis +240 °C. Er bietet eine exzellente Chemikalienbeständigkeit, sehr niedrige Reibung und hohe Formstabilität und eignet sich damit für höhere Gleitgeschwindigkeiten sowie aggressive Medien wie Reinigungsmittel oder Emulsionen.

Für Anwendungen mit höherer Druckbelastung steht ZX-410 als hochbelastbarer Gleitkunststoff zur Verfügung. Er bietet ein sehr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis, erlaubt Dauer-Flächenpressungen im Bereich von etwa 50 N/mm² bei moderaten Geschwindigkeiten eingesetzt. Wenn extrem hohe Temperaturen und maximale Beständigkeit gefordert sind, kommt ZX-324V11T auf Basis von reinem PEEK zum Einsatz. Dieser Werkstoff ist dauerhaft bis etwa +250 °C einsetzbar, auch oberhalb von 200 °C sehr verschleißfest, weist eine hohe Steifigkeit und Schlagzähigkeit auf und überzeugt durch sehr gute Chemikalienbeständigkeit. Durch seine Duktilität lässt sich ZX-324V11T problemlos spanend bearbeiten, etwa beim Fräsen komplexer Geometrien.

Standardmäßig werden DEINHAMMER Rundführungen meist mit Gleitbuchsen aus ZX-100K oder ZX-530 geliefert, weil diese einen sehr breiten Anwendungsbereich abdecken. Für höhere Lasten oder besondere Umgebungsbedingungen können alternativ ZX-410 oder ZX-324V11T eingesetzt werden. Ergänzend stehen unterschiedliche Gehäusematerialien wie Aluminium, Stahl oder Edelstahl sowie verschiedene Oberflächenbehandlungen, etwa Brünierungen, zur Verfügung, um die Rundführung optimal an die jeweilige Maschine und Umgebung anzupassen.

Rundführungen mit Gleitelementen aus ZEDEX® Hochleistungskunststoffen bieten eine Reihe praxisrelevanter Vorteile gegenüber klassischen Wälzführungen wie Profilschienen oder Kugelbuchsen:

• Nahezu wartungsfrei
  Betrieb ohne permanente Schmierung möglich; oft genügt eine einmalige Einlaufschmierung. Wartungsaufwand, Stillstandszeiten und Schmierstoffverbrauch sinken deutlich.
• Unempfindlich gegen Schmutz und Staub
  Die spielfreie Einstellung sorgt für vollflächigen Kontakt zur Welle. Partikel können kaum eindringen und werden durch den „Schneepflugeffekt“ seitlich abgewischt – ein klarer Vorteil gegenüber empfindlichen Kugelreihen.
• Schwingungsdämpfend und robust
  Das Gleitlagerprinzip dämpft Vibrationen wesentlich besser als viele Wälzführungen. Hochwertige Polymer-Gleitelemente reagieren unempfindlich auf Stöße und Erschütterungen, was den Laufruh und die Lebensdauer erhöht.
• Trockenlauf und Nasslauf möglich
  Rundführungen funktionieren zuverlässig im Trockenlauf – etwa in der Lebensmittel- oder Medizintechnik, wo Schmierstoffe unerwünscht sind – ebenso wie im Öl- bzw. Emulsionsbad. Eine optionale Initialschmierung reduziert den Einlaufverschleiß.
• Chemikalien- und temperaturbeständig
  Durch passende Materialpaarungen sind Temperaturbereiche von –100 °C bis +250 °C abdeckbar. ZEDEX® Werkstoffe erlauben zudem den Einsatz in korrosiven und chemisch aggressiven Umgebungen.
• Kompakte, einfache Bauweise
  Keine komplexen Umlaufsysteme, einfache Integration in bestehende Konstruktionen. Geschlossene DKRF-Ausführungen werden direkt verschraubt, offene DKRO-Ausführungen in Bohrungen oder Klemmhalterungen eingespannt. Leichte Winkelfehler und Montagetoleranzen können bis zu einem gewissen Grad aufgenommen werden.
• Hohe Tragfähigkeit bei niedrigen Geschwindigkeiten
  Die große Kontaktfläche der Gleitpaarung ermöglicht hohe übertragbare Kräfte – insbesondere bei niedrigen Verfahrgeschwindigkeiten und stoßartigen Belastungen.

Werkzeugmaschinen

In Fräs-, Bohr- oder Drehanlagen dienen Rundführungen als Verstell- und Führungsachsen, zum Beispiel für Anschläge, Spannelemente oder Aggregate. Ein Praxisbeispiel zeigt eine Holzbearbeitungsmaschine, in der DEINHAMMER Rundführungen nach mehreren Jahren Zweischichtbetrieb weiterhin nahezu verschleißfrei laufen – mit prognostizierter Restlebensdauer im zweistelligen Jahresbereich.

Pressen und Umformtechnik

In Sintermetall- oder Pulverpressen führen Rundführungen Stößel und Werkzeuge präzise, selbst in staubiger Umgebung. Der Austausch von geschmierten Bronzebuchsen gegen trockenlaufende Rundführungen vermeidet, dass Pressstaub am Fett haften bleibt – Führung und Werkzeug bleiben sauber, der Wartungsaufwand sinkt.

Handling- und Automatisierungstechnik

Pick-and-Place-Einheiten, Linearmodule oder Portalsysteme nutzen Rundwellenführungen für flexible Verstellwege von Greifern oder Werkzeugträgern. Rundführungen punkten hier mit einfacher Montage, Toleranz gegenüber leichten Fluchtungsfehlern und einem sauberen Betrieb ohne austretendes Schmierfett – ein wichtiger Aspekt etwa in Verpackungs- und Förderanlagen.

Prüf- und Messtechnik

In Prüfanlagen, Laborgeräten oder Messmaschinen sorgen Rundführungen für gleichmäßige, ruckfreie Linearbewegungen über lange Einsatzzeiten. Die Kombination aus Trockenlauf, Dämpfung und minimalem Wartungsbedarf eignet sich besonders für Materialprüfstände, End-of-Line-Tester oder medizintechnische Geräte, in denen öl- und fettfreie Umgebungen gefordert sind.

Belastung und Flächenpressung

Die zu erwartenden Kräfte (statisch und dynamisch) bestimmen die notwendige Tragfähigkeit der Gleitpaarung. Wichtiger Kennwert ist die zulässige Flächenpressung auf der Gleitfläche:

• ZX-100K / ZX-530: ca. 25 N/mm² Dauerdruck
• ZX-410: ca. 50 N/mm² Dauerdruck
• ZX-324V11T: ca. 40 N/mm² Dauerdruck

Entscheidend ist das Produkt aus Druck p und Gleitgeschwindigkeit v (pv-Wert). Wird der materialspezifische Grenzwert überschritten, steigen Reibungswärme und Verschleiß stark an. In der Praxis bedeutet das: Hohe Lasten erfordern niedrigere Geschwindigkeiten – oder einen belastbareren Gleitwerkstoff.

Hub und Geschwindigkeit

Der maximal nutzbare Hub ist im Wesentlichen nur durch die Wellenlänge begrenzt. Bei hohen Geschwindigkeiten und häufigen Zyklen sollte ein Werkstoff mit minimaler Reibung und hoher Abriebfestigkeit gewählt werden, z. B. ZX-530. Eine Initialschmierung kann den Einlaufverschleiß reduzieren und die Lebensdauer verlängern. Für extreme Verfahrgeschwindigkeiten und höchste Positioniergenauigkeit können Wälzführungen weiterhin die bessere Wahl sein.

Umgebungsbedingungen

Die Einsatzumgebung hat einen entscheidenden Einfluss auf die Wahl von Werkstoff und Bauform. Hinsichtlich der Temperatur müssen die jeweiligen Einsatzgrenzen der ZEDEX® Typen beachtet werden: ZX-100K und ZX-530 decken ein breites Spektrum von etwa –100 °C bis rund +200 °C ab, während ZX-324V11T als PEEK-Werkstoff dauerhaft bis etwa +250 °C eingesetzt werden kann. Für Anwendungen in besonders aggressiven chemischen Umgebungen empfehlen sich vor allem ZX-530 und ZX-324V11T, da sie eine sehr hohe Beständigkeit gegenüber Emulsionen, Reinigungs- und Prozessmedien aufweisen. Wo Feuchtigkeit oder permanenter Wasserkontakt eine Rolle spielen, etwa in Reinigungsanlagen oder im Unterwasserbetrieb, zeigt sich ZX-100K äußerst stabil und beständig.

Auch mechanische Einflüsse wie Stöße und Vibrationen fließen in die Materialwahl ein. ZX-100K wirkt durch seine ausgeprägte Dämpfung positiv auf das Gesamtsystem und reduziert Schwingungen. ZX-324V11T kombiniert hingegen hohe Steifigkeit mit ausgeprägter Schlagzähigkeit und eignet sich dadurch für Anwendungen mit harten Schlägen oder dauerhafter Schwingbeanspruchung. Insgesamt gilt: Je besser die Umgebungsbedingungen berücksichtigt werden, desto länger bleibt die Rundführung maßhaltig, verschleißarm und prozesssicher im Einsatz.

Führungssäulen und Passung

Die Qualität der Führung hängt direkt von der Welle ab: Durchmesser, Werkstoff, Härte und Toleranz sollten auf die Buchse abgestimmt sein. Für präzise Führungen empfiehlt sich eine gehärtete, geschliffene Welle (z. B. h6/h7) in Kombination mit der passenden Buchsenbohrung, um geringes Spiel oder definierte Vorspannung einzustellen.

Offene Gehäuse (DKRO) lassen sich über Spannschrauben fein einstellen; die Gleitelemente legen sich vollflächig an, ohne zu klemmen. Bei parallelen Rundführungen ist auf gute Fluchtung und Ebenheit zu achten – kleinere Abweichungen können durch die Nachgiebigkeit der Kunststoffbuchsen und die offene Bauform teilweise ausgeglichen werden, ersetzen aber keine saubere Montage.

Bauform und Schnittstelle

Die konstruktive Einbindung bestimmt, welche Bauform sinnvoll ist:

• DKRF (mit Bund) für einfache, frontseitige Verschraubung an Gehäuseplatten.
• DKRO (offen) zum Einpressen oder Klemmen in Aufnahmebohrungen, mit Spielfeinjustage.

Für Retrofit-Anwendungen können Rundführungskörper mit maßlich passenden Anschlussbildern konstruiert werden, sodass bestehende Profilschienen oder Kugelbuchsen 1:1 ersetzt werden können – oft ganz ohne Änderungen an der Maschinenkonstruktion.