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Genauigkeitsklassen bei Linearführungen: N, H, P, XP, SP und UP im Vergleich
Die Genauigkeitsklasse legt fest, wie eng die Toleranzen einer Linearführung sind, von der Höhe des Wagens bis zur Parallelität über die ganze Schiene. Fünf Kriterien definieren die Toleranz, und die sechs Klassen von N über H, P, XP und SP bis UP staffeln sie nach den geprüften Werten des Bosch Rexroth Katalogs. Damit wählen Sie die Klasse, die Ihre Anwendung wirklich braucht, ohne für unnötige Präzision zu bezahlen.
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Was eine Genauigkeitsklasse festlegt
Die Genauigkeitsklasse beschreibt, wie eng die Maßtoleranzen eines Wagen-Schiene-Systems gefertigt sind. Sie steckt als Kennbuchstabe im Typenschlüssel (siehe Rexroth Typenschlüssel). Rexroth fertigt Kugelschienenführungen so präzise, dass jeder Wagen auf jeder Schiene gleicher Größe und Klasse austauschbar ist. Es gibt sechs Klassen für den Wagen und fünf für die Schiene: die Wagen-Klasse XP läuft herstellerseitig auf einer Schiene der Klasse SP.
Höhere Genauigkeit heißt engere Toleranzen, aber auch höherer Preis und längere Lieferzeit. Die richtige Wahl ist deshalb die niedrigste Klasse, die Ihre Toleranzkette noch einhält, nicht die höchste verfügbare.
Die fünf Toleranzkriterien
Eine Genauigkeitsklasse fasst mehrere Einzeltoleranzen zusammen. Fünf Kriterien sind maßgeblich:
- Höhentoleranz (ΔH abs): die zulässige Abweichung der Höhe H des Wagens über der Schiene, gemessen über die gesamte Schienenlänge und für jede Kombination von Wagen und Schiene.
- Höhendifferenz (ΔH rel): der maximale Höhenunterschied zwischen mehreren Wagen an derselben Position der Schiene. Entscheidend, wenn zwei oder mehr Wagen parallel tragen.
- Breitentoleranz (ΔA3 abs): die zulässige Abweichung des Seitenmaßes A3 von der Referenzkante, ebenfalls über die gesamte Schienenlänge.
- Breitendifferenz (ΔA3 rel): der maximale Unterschied im Seitenmaß A3 zwischen mehreren Wagen an derselben Position.
- Laufparallelität (P1): die Parallelität der Lauffläche des Wagens zur Referenzkante der Schiene über den Verfahrweg. P1 hängt von der Schienenlänge ab und wird von Rexroth als Kurve über die Länge angegeben.
Toleranzwerte nach Genauigkeitsklasse
Die folgende Tabelle nennt die geprüften Toleranzwerte für Kugelschienenführungen aus Stahl (BSHP). Die Werte gelten, wenn Wagen und Schiene in derselben Klasse bestellt sind. Höhendifferenz und Breitendifferenz teilen sich bei der Stahlführung einen Wert.
| Klasse | Höhentoleranz ΔH abs | Breitentoleranz ΔA3 abs | Höhen-/Breitendifferenz ΔH rel, ΔA3 rel |
|---|---|---|---|
| N | ±100 | ±40 | 30 |
| H | ±40 | ±20 | 15 |
| P | ±20 | ±10 | 7 |
| XP | ±11 | ±8 | 7 |
| SP | ±10 | ±7 | 5 |
| UP | ±5 | ±5 | 3 |
Lesebeispiel: Ein Wagen der Klasse N darf in der Höhe um ±100 µm abweichen, ein Wagen der Klasse UP nur um ±5 µm, also das Zwanzigfache enger. Von Klasse zu Klasse wird jedes Kriterium enger. Die Klasse N ist damit nicht ungenau, sondern die Standardklasse für den allgemeinen Maschinenbau; die hohen Klassen sind für Mess- und Bearbeitungsaufgaben reserviert, bei denen wenige Mikrometer zählen.
Von N bis UP: welche Klasse wofür
- N (Normal): allgemeiner Maschinenbau, Handling, Verpackung, Standardachsen. Die meistgewählte Klasse.
- H (Hoch): erhöhte Anforderungen, Standardwerkzeugmaschinen, Achsen mit mehreren Wagen.
- P (Präzision): präzise Bearbeitung, gute Positionswiederholung, anspruchsvoller Maschinenbau.
- XP: Wagen-Sonderklasse auf SP-Schiene für sehr hohe Verfahrgenauigkeit bei geringster Pulsation, etwa Präzisionsscanner und Erodiertechnik.
- SP (Superpräzision): hochpräzise Zerspanung, Schleifmaschinen, Messaufgaben.
- UP (Ultrapräzision): Messmaschinen und Anwendungen mit den höchsten Genauigkeitsanforderungen.
Genauigkeitsklasse und Vorspannung kombinieren
Genauigkeitsklasse und Vorspannung hängen zusammen. Zwei Regeln sind fest: Für Schienen der Klasse N empfiehlt Rexroth die Vorspannung C0 oder C1, weil die größeren Toleranzen bei hoher Vorspannung sonst Zwangsspannungen erzeugen würden. Und die hohe Vorspannung C3 ist nach Herstellerregel den hohen Genauigkeitsklassen SP, XP und UP vorbehalten; im PTS-Onlinesortiment ist C3 aktuell mit SP und XP verfügbar. Wie Sie die passende Vorspannung wählen, steht im Beitrag Vorspannung wählen.
Grundsätzlich gilt: Wagen und Schiene gehören in dieselbe Genauigkeitsklasse. Nur dann ist die resultierende Systemtoleranz eindeutig definiert, und die Werte aus der Tabelle oben gelten unverändert. Die einzige herstellerseitig vorgesehene Ausnahme ist die Wagen-Klasse XP, die konstruktiv für die SP-Schiene ausgelegt ist.
Genauigkeitsklasse im Konfigurator wählen
Im Linear-Konfigurator bietet Ihnen die Auswahl nur gültige Klassenkombinationen an. Wagen und Schiene werden in derselben Klasse geführt, und unzulässige Paarungen mit der Vorspannung sind gar nicht erst wählbar.
Preise und Bestände sehen Sie im Sortiment ohne Anmeldung.