Warum Kunststoffkulissenrollen? Teil 1

Bastian Mehr | 3. April 2020

Der Zahn der Zeit ist gekommen und es muss weiterentwickelt oder optimiert werden. Auch um Kosten oder Ressourcen zu sparen. Jahre lang ist die Anwendung ohne Probleme gelaufen. Auch jetzt verrichtet sie nach wie vor Ihren Dienst. Dennoch ist es an der Zeit das ganze System zu überdenken und technisch zu optimieren. Viele neue Anforderungen sind in den letzten Jahren von den Kunden dazu gekommen oder werden bald zu welchen. Also hilft ja alles nichts, ich muss etwas ändern. Was hat einen großen Einfluss in der Anwendung bzw. wo ist der größte Bedarf an Verbesserung? Die Kulissenrollen. Hier gab es schon immer mal die ein oder andere Bedenken. Also warum nicht hier nach einer neueren und vielleicht besseren Lösung suchen.

Welche Arten von Kulissenrollen gibt es?

Es gibt die unterschiedlichsten Arten von Kulissenrollen und deren Anwendungsgebiete. Hier unterscheiden sie sich oftmals nicht zu sehr von einander. Entweder wird von einer Kulissenrolle eine rollende Bewegung in einer Kulissenbahn in eine lineare umgewandelt oder es wird ein Schwenk ausgeführt. Die Ansprüche der Rollen unterscheiden sich jedoch sehr stark voneinander. Der eine Teil läuft mit hoher Geschwindigkeit und teils sehr hohen Lasten und macht so ordentlich Strecke. Die anderen oft recht kleinen Rollen, haben nur einen geringen Bewegungsradius und deutlich weniger Laufstrecke. Hier sind die beaufschlagten Lasten jedoch auch nicht zu vernachlässigen. Ein weiterer Unterschied, ist der Gegenlaufpartner bzw. die Anwendung im Allgemeinen. Manche Rollen bewegen sich in einer nassen Umgebung und werden somit „geschmiert„ . Andere laufen trocken. Auch das Material der Rollen bzw. deren Ausführung unterscheiden sich stark. Je nach Anwendungsfall sind dies metallische Kugellager / Kugelrollen. Es können aber auch Rollen aus Messing sein, die aus dem Vollen gedreht werden. Auch gibt es sogenannte 2K Rollen. Diese bestehen meist aus einem Kugellager und einem Kunststoff Mantel. Immer häufiger, werden Vollkunststoffrollen eingesetzt. Das auch mit gutem Grund.

Wo liegen die Vor- bzw. Nachteile der unterschiedlichen Rollen?

Metallische Rollen bestehen aus Kugellagern mit einem meist balligen Außenring. Sie werden meist dort eingesetzt, wo hohe Geschwindigkeiten gepaart mit hohen Lasten gefahren werden. Dies betrifft z.B. Anwendungen wie Abfüllmaschinen, Verschließer etc. Sie haben aber nicht nur Vorteile, sondern auch Nachteile: Zum einen sind diese Rollen meist sehr teuer, zum anderen bedarf es einen ebenso teuren bzw. Präzisen Gegenlaufpartner. Die Kulissenbahn ist ein mechanisch aufwändig gefertigtes Bauteil, das nicht selten auch noch gehärtet werden muss. Oft muss diese dann auch noch geschmiert werden, um ein Verschleißen der Kulissenbahn zu verhindern. Die Zusätzliche Schmierung kostet Geld und bedarf regelmäßiger Wartung.

Rollen aus Messing wurden früher viel in Bereichen eingesetzt, in denen die Laufgeschwindigkeit eher untergeordnet ist und die selbstschmierende Wirkung des Messings ausreicht. Sie verkraften bis zu einem gewissen Grad auch höhere Lasten ohne Probleme. Es sind allerdings Drehteile, die einen gewissen Preis mit sich bringen. Ein weiterer Nachteil ist, dass auch der Gegenlaufpartner in Form der Achse auf der die Rolle läuft als auch die Kulisse selbst verschleißen können.

Die High-End-Lösung in form von 2K Rollen bietet ein sehr breites Spektrum an Einsatzgebieten. Aber auch hier gibt es seine Grenzen. Die aufzunehmenden Belastungen schränken ein. Der deutlich aufwendigere Fertigungsprozess (das Kugellager wird umspritzt oder in einen mech. bearb. Außenring eingesetzt oder gepresst) bringt deutliche Mehrkosten mit sich.

Eine Vollkunststoffrolle bietet den gewünschten Kompromiss. Die Rolle hat den Vorteil je nach Werkstoffauswahl Trocken oder wassergeschmiert zu laufen. Außerdem ist die Rolle schonend für den Bolzen sowie die Kulisse, gegen die sie läuft. Es ist keine Schmierung in Form von Fetten oder Ölen notwendig. Auch an die Kulisse hat sie geringere Ansprüche. Wobei auch hier das Material und die Oberfläche nicht unwichtig sind. Dazu aber später mehr. Der entscheidende Vorteil ist ganz klar der Preis. Dafür ist es sehr wichtig die genauen Anwendungsparameter zu kennen.

Wie es weiter geht, erfahren Sie in Teil 2. https://blog.igus.de/warum-kunststoffkulissenrollen-teil-2/