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VORTEILE DER PNEUMATOSTATIK

LUFTLAGER
WARUM JA
GLEITLAGER
WARUM NICHT
Bei anderen Dynamiken auf wartungsfreien Führungssystemen
Bei einem korrekt dimensionierten Luftlager ist die Stabilität des Luftschmierpalts und daher die Schmierung auch bei sehr großen Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- und Frequenzwerten der Positionierung gewährleistet.

• Kein Verschleiß, maximale Zuverlässigkeit und Lebensdauer
• Keine Begrenzungem im Verlauf.

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--- HOCHDYNAMISCHE SYSTEME WARTUNGSFREI ---

VORTEILE DER PNEUMOSTATISCHEN SYSTEME
Bei den pneumostatischen Lagern existieren kein Creep (Kriechen) und Stick-Slip: in der Tat wird dadurch der mechanische Kontakt und somit der Verschleiß zwischen den Elementen in relativer Bewegung auch bei sehr hohen Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Frequenzen der Positionierung verhindert. Die Führungssysteme weisen somit maximale Zuverlässigkeit und Dauer auf und erfordern eine minimale, wenn nicht sogar nicht bestehende Wartung. Der Reibungswert, der wesentlich geringer ist als der der Gleit-und Wälzlager, und auch wesentlich geringer als jener charakteristische der hydrostatischen oder öldynamischen Kupplungen, ermöglicht es unter anderem, den eingesetzten Strom zu verringern. Im Gegensatz zu Systemen mit Rollenkäfigen weisen die pneumostatischen Lager außerdem keine wirkliche Grenze bei den Nutzwegen auf.

NACHTEILE DER GLEIT- UND WÄLZLAGER
Die Wälzlager weisen das Phänomen des Creep und des Stick-Slip auf. Was ist ein Creep? Das Kriechen (creep) ist ein parasitäres, in traditionellen Arten von Wälzlagern (Kugel-oder Rollenlager) auftretendes Phänomen. Es tritt am Anfang der Bewegung auf und beinhaltet nur eine momentane Reibung (Gleitreibung) zwischen dem Wälzkörper (Kugel-oder Rollenlager) und der Spur, auf der das Element verläuft, bevor das Element selbst zu rollen beginnt (Rollreibung). Das Phänomen des Kriechens nimmt mit zunehmender Häufigkeit der Umkehrung der Bewegung und Beschleunigung zu, da die Lasten größer sind, und der vollendete Weg des Rollelements unter der Bedingung der Gleitreibung erhöht wird, bevor das Walzen beginnt. Für Beschleunigungen bis 10g ist bei Gleitelementen die Reduzierung von Schäden durch Kriechen eng mit der Effizienz der Schmierung (Fett oder Öl) verknüpft. Diese sollte jedoch periodisch zurückgesetzt werden. Zum hochdynamischen Betrieb wird die Schicht aus Fett oder Öl zerrissen, wodurch vorzeitige Abnutzung der Teile Metallkontakt und drastische Verringerung der Dauer bewirkt wird.

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Beim Erhöhen der Umkehrfrequenzen der Bewegung und der Beschleunigungen nähert sich das Verhalten und daher die Lebensdauer der Gleitlager an das von NICHT geschmierten Gleitlagern an.

• Vorzeitiger Verschleiß, gefährdete Zuverlässigkeit
• Bedeutende Begrenzungen der Nutzverläufe.
Bei hoher Positionierungs- und/oder Messgenauigkeit
Die Luftlager erlauben ein höheres Niveau bei der Messgenauigkeit, der Kontrolle der Positionierung und der Geschwindigkeit.

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--- GROSSE PRÄZISIONEN IN POSITIONIERUNG UND MESSUNG ---

VORTEILE DER PNEUMOSTATISCHEN SYSTEME
Die pneumostatischen Lager weisen dank der niedrigen Viskosität der Luft, sehr niedrige, aber konstante Reibwerte auf. Die Bewegung ist sehr flüssig, und der Antrieb kann die genaue Positionierung problemlos durchführen.

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Der Schmierspalt hat zudem die Eigenschaft, bei kleinen Formfehlern, die aufgrund von Wellungen und Rauheit der Führungen auf denen der Rollkörper gleitet auftreten, - sowohl bei Linien- als auch bei Revolutionsführungen - zu „vermitteln“. Dabei wird das Phänomen der Mikropunkte annulliert und es erfolgt eine teilweise Kompensation der Formfehler des Führungssystems, was eine Erhöhung der Präzision zur Folge hat.

NACHTEILE DER GLEIT- UND WÄLZLAGER
Die Wälzlager weisen das Phänomen des Creep und des Stick-Slip auf. Durch den Kriecheffekt begegnet ein Rollelement zu Beginn der Bewegung (und umgekehrt am Ende der Positionierung) nicht 2 sondern 3 verschiedene Werte des Reibungskoeffizienten von abnehmendem Wert: statische Gleitreibung (oder der ersten Ablösung, sogenannter Stick-Slip), oder kinetischer Gleitreibung und Rollwiderstand. Dies bedeutet, dass bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten, nahe Null, die Reibungskraft des Wälz-Führungssystems variiert und dadurch eine präzise Positionierung sehr erschwert ist: es ist, als ob man sein Auto an einem bestimmten Punkt zu stoppen versuchte, und die Wirkung der Motorbremse eintritt, was bei fast gestopptem Auto plötzlich die Kraft erhöht. Die Kontrolle der Position ist daher der Motorleistung und der Bereitschaft der verwendeten Antriebe zu überlassen. Schließlich kann bei Radiallagern die Drehung der Rolle oder der Kugel als Ergebnis einer nicht wahrnehmbaren Ungleichförmigkeit zu Mikropunkten führen, welche eine Störung von Messungen, Positions- und Geschwindigkeitskontrollen zur Folge hat.

Bei Gleitlagern ist eine erhöhte Genauigkeit bei der Positionierung und die genaue Kontrolle der Geschwindigkeit sehr schwierig.
Falls die Umgebung nicht verschmutzt werden soll
Die Luftlager verschmutzen NICHT. Sie sind erste Wahl bei Anwendungen im Reinraum.

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--- KEINE UMWELTVERSCHMUTZUNG ---

VORTEILE DER PNEUMOSTATISCHEN SYSTEME
Der Schmierstoff im pneumostatischen System ist richtig gefilterte, entfettete und getrocknete Luft. Er hat also absolut keinen negativen Einfluss auf die Umwelt. Außerdem kann es nicht zu Staubentwicklung kommen, weil der Verschleiß zwischen den Teilen komplett entfällt. Ein weiterer Vorteil liegt in der Druckbeaufschlagung der Umgebung durch die Wirkung der Versorgungsluft der aus dem Schmierspalt heraustretenden Gleitschuhen. Dies ermöglicht geschlossene, vor Staub geschützte Räume.

NACHTEILE DER GLEIT- UND WÄLZLAGER
Die Anwesenheit von Ölen oder Fetten ist umweltschädlich: Bei hoher Dynamik kann es zu beträchtlicher Überhitzung kommen, die wiederum die Gleitmittel verdunsten lassen können. Wenn darüber hinaus die Schmierung ausfällt, kann der Verschleiß der Metallelemente Staub erzeugen. Solche Verunreinigungen können in verschiedenen Bereichen und aus verschiedenen Gründen nicht akzeptabel sein.

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Im Allgemeinen können die Führungen jedoch Wandler optischer Art (Fotodioden, Laser, etc..) erfordern: Die Ablagerung von Schmierstoffdämpfen auf Dämpfen auf Lese- oder Emissions-Komponenten kann die Leistung auf lange Sicht beeinträchtigen und sogar einen kompletten Funktionsausfall bewirken. Noch schlimmer verhält es sich bei hydrostatischen oder öldynamischen Systemen: Wasserverlust oder Öl-Lecks sind unvermeidlich, und es muss in jedem Fall ein System bereitgestellt werden, dass die Flüssigkeit auffängt und sie wieder in Umlauf bringt.

Systeme auf Basis von Gleitlagern können Arbeitsumgebungen empfindlich verschmutzen.
Bei Geräuscharmut und Fehlen von Vibrationen
Die Luftlager laufen sehr leise und vibrieren nur begrenzt.

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--- GERÄUSCHLOSIGKEIT UND ABWESENHEIT VON VIBRATIONEN ---

VORTEILE DER PNEUMOSTATISCHEN SYSTEME
Das Luftlager vermeidet den Kontakt zwischen den starren Teilen: das Geräusch begrenzt sich auf das Zischen der Luft, die aus dem Schmierspalt entweicht. Die Luft hat zudem eine dämpfende Wirkung, die in einem bestimmten Frequenzbereich die Vibrationen absorbiert.

NACHTEILE DER GLEIT- UND WÄLZLAGER
Sowohl das Phänomen des Kriechens als das des Stick-Slip verursachen aufgrund der hohen Steifigkeit des Kontakts in Kombination mit der Schwierigkeit der Bewegungssteuerung Geräusche und Vibrationen: bei hohen Frequenzen kann dies zu einem wichtigem Konstruktionsparameter werden.

Systeme auf Basis von Gleitlagern können nicht zulässigen Lärm und Vibrationen entwickeln.
Bei erhöhter Temperatur und/oder Radioaktivität.
Die Luftlager bleiben auch bei hohen Temperaturen und radioaktiven Quellen zuverlässig.

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--- ERHÖHTE TEMPERATUR UND RADIOAKTIVITÄT ---

VORTEILE DER PNEUMOSTATISCHEN SYSTEME
Die Viskosität der Luft variiert bei Temperaturveränderungen nicht und ist unempfindlich gegenüber der Radioaktivität: Die pneumostatischen Systeme erhalten ihre maximale Zuverlässigkeit auch bei besonders schwierigen Umgebungsbedingungen aufrecht.

NACHTEILE DER GLEIT- UND WÄLZLAGER
Die Dauer der Elemente bei Wälzführungssystemen nimmt mit steigender Betriebstemperatur ab, weil sowohl die mechanischen Eigenschaften von Metallen (Oberflächenhärte, Bruchfestigkeit) als auch die Schmierkapazität der Öle und Fette zerfällt. Letztere sind besonders empfindlich auf Radioaktivität.

Systeme auf Basis von Gleittechnologie können eine begrenzte Lebensdauer bei erhöhten Temperaturen oder bei Vorhandensein von Radioaktivität aufweisen.

 

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