Drahtwälzlager für kleine Einbauräume – leicht, kompakt & belastbar

Für die Automatisierung und die Robotik werden Wälzlager benötigt, die geringes Gewicht und kleinen Einbauraum mit hoher Steifigkeit verbinden, um Momente sicher aufzunehmen. Außerdem auf der Wunschliste: ein definierter Drehwiderstand für eine möglichst gleichförmige Bewegungen und zur Auslegung der adäquaten Antriebsleistung. Franke Drahtwälzlager sind für diese Anforderungen prädestiniert.

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.

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 zwischen Mensch und Maschine aufzulösen und sich als enge Partner im Alltag und in der Industrie zu etablieren. Diese kleinen, smarten Roboter revolutionieren nicht nur Haushalte und Fertigungshallen, sondern erobern zunehmend auch Bereiche wie Gesundheitswesen, Logistik und Unterhaltung.

Die globale Marktentwicklung für kompakte, intelligente Roboter zeigt ein beeindruckendes Wachstum. Getrieben von Fortschritten in der Sensorik, künstlicher Intelligenz und Antriebstechnik, wird erwartet, dass der Markt für kollaborative Roboter (Cobots) bis 2030 jährlich zweistellig wächst. Insbesondere in Asien, Europa und Nordamerika treiben Industrien wie die Automobilproduktion, die Elektronikfertigung und der Gesundheitssektor die Nachfrage voran.

Ein zentraler Erfolgsfaktor für diese neuen Robotergenerationen ist die Integration von innovativen Technologien wie Drahtwälzlagern, die eine präzise, zuverlässige und energieeffiziente Bewegung ermöglichen. Ihre Kompaktheit und hohe Leistungsfähigkeit sind entscheidend, um die Anforderungen der modernen Robotik zu erfüllen. Von präziser Chirurgie bis zur automatisierten Lagerhaltung – diese Roboter verändern die Art und Weise, wie wir leben und arbeiten, nachhaltig.

Neben Elektronik und Steuerungs-Know-How sind es hauptsächlich 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.

Direktantrieb mit Torque-Motoren

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.

Video: Franke Drehverbindung mit Torque (Direktantrieb)

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.

Franke Wälzlager & Linearführungen in der Intralogistik