DER KONSTRUKTEUR 6/2026

ANTRIEBSTECHNIK 03

ANTRIEBSTECHNIK 03 Primärteilkühlung Rückkühler Sekundärteilkühlung 04 KÜHLKONZEPT DES LINEARMOTORS Innerhalb der Motoren der L7-Baureihe kommen zwei Kühlkreise zum Einsatz. Der erste Kreislauf ist in das Primärteil integriert und besteht aus einem auf niedrige und homogen verteilte Oberflächentemperaturen optimierten Hauptkühler. Der zweite Kühlkreis ist optional und besteht aus der Sekundärteilkühlung unterhalb der Magnete und nimmt die restliche Strahlungs- und Konvektionswärme auf. ÖLSPALT, LUFTSPALT UND MAGNETISCHE ANZUGSKRAFT Die Anziehungskraft eines Linearmotors ist vor allem von der Höhe des Luftspaltes abhängig. Bei konstantem Luftspalt bleibt die Kraft nahezu konstant. Auch bei Bestromung des Linearmotors schwankt sie nur im niedrigen einstelligen Prozentbereich. Ideale Voraussetzungen also, die für eine konstante Spalthöhe in PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITELSTORY SYMBIOSE ZWISCHEN HYDROSTATIK UND DIREKTANTRIEB DIE MOTOREN VERFÜGEN PRIMÄRTEILSEITIG ÜBER EINE HOCHEFFIZIENTE KÜHLUNG Hydrostatische Führungen zeichnen sich grundsätzlich durch hervorragende Dämpfungseigenschaften, sehr geringe Reibung und somit einen verschleißfreien Lauf über viele Jahre aus. Spalthöhen von wenigen Mikrometern an den hydrostatischen Führungen des Linear-Achssystems bieten darüber hinaus weitere entscheidende Vorteile: höhere Steifigkeit bei geringerem Volumenstrom und damit ein niedrigerer Energieverbrauch im Vergleich zu konventioneller Hydrostatik mit großen Spalthöhen. Der Wärmeintrag in die Achsen wird dadurch signifikant reduziert. „Eine konstruktive Herausforderung bei der Entwicklung der Fortis HD musste jedoch gelöst werden“, betont Christian Maier: „Um eine steife hydrostatische Lagerung mit Spalthöhen im niedrigen Mikrometerbereich zu realisieren, bedarf es hoher Vorspannkräfte auf die Öltaschen. Oft löst man das mit weiteren Öltaschen auf der Unterseite der Führung als Gegenlager. Mit nur Mikrometer dünnen Spalten ist dies fertigungstechnisch extrem aufwendig und bei geringsten Verformungen oder Wärmedehnungen würde die Linearführung klemmen. Wir verzichten auf zusätzliche Öltaschen und nutzen stattdessen die magnetischen Anzugskräfte der Linearmotoren zwischen Primär- und Sekundärteil, um die benötigten Kräfte auf die Öltaschen und damit definierte Spalthöhen zu realisieren.“ Einer der Haupteinflussfaktoren auf die Bearbeitungsgenauigkeit von Präzisionsfräsmaschinen ist ihr thermisches Verhalten. Nur thermisch stabile Achsen ermöglichen es, dauerhaft und reproduzierbar höchste Bauteilgüten zu erzielen. Daher ist für uns die hohe Energieeffizenz der L7-Linearmotoren und deren äußerst homogene Verteilung der Oberflächentemperatur von entscheidender Bedeutung.“ CHRISTIAN MAIER, Projektleiter bei Kern Microtechnik 16 DER KONSTRUKTEUR 2026/06 www.derkonstrukteur.de

ANTRIEBSTECHNIK 03 Primär- und Sekundärteilkühlung der L7-Linearmotoren: Die Sekundä rteile kö nnen mit einer optionalen Blechabdeckung gegen mechanische Einwirkungen gut geschü tzt werden - Partikel aus der Fertigung lassen sich damit einfach entfernen 04 Eingebautes Linearmotor-Primärteil in Aluminiumstruktur mit vier hydrostatischen Taschen 05 Stirnseitige Ansicht von hydrostatischer Führung und Linearmotor 05 06 Die Linearmotor-Baureihe L7 besteht aus zwölf Motorgrö ßen: vier Sekundä rteilbreiten von 100, 150, 200 und 300 mm sowie drei Primä rteillä ngen 350, 500 und 650 mm der hydrostatischen Führung sprechen. Christian Maier betont dazu: „Wir legen größten Wert darauf, dass jede Kern-Maschine über die exakt gleichen Eigenschaften verfügt. Daher haben wir den Luftspalt extrem eng toleriert. Schaeffler passte hierfür die Fertigung seiner Linearmotoren an, unter anderem auch die Ebenheit der Primärteile, sodass der geforderte Luftspalt am Auslegungspunkt exakt eingehalten wird.“ FAZIT Mit der neuen Linearmotor-Baureihe L7 und Spitzenkrä ften von bis zu 24.300 N kö nnen nun Lineardirektantriebe aus dem Hause Schaeffler in deutlich grö ßerem Umfang in Linearachsen von Werkzeugmaschinen eingesetzt werden. Hauptkriterien für den Einsatz dieser Motoren in dem neuen, hochgenauen 5-Achs-Bearbeitungszentrum waren die hohe Kraftdichte, eine besonders niedrige Verlustleistung, das ausgeklügelte Kühlsystem mit geringen Temperaturgradienten an den Oberflächen sowie eine niedrige Bauhöhe. Insbesondere die hohe Kraftdichte bot die Chance, den Motor verlustleistungsoptimiert zu betreiben, um so möglichst wenig Wärme in den Achsverbund einzuleiten. Das hohe Beschleunigungs- und Bremsvermö gen von bis zu 10 m/s 2 (X-, Y-Achse) und 15 m/s 2 (Z-Achse) der Linearmotoren L7 reduziert die Bearbeitungszeiten und die Kraftreserve sorgt stets fü r eine hohe Formtreue des Werkstü cks. Bilder: Schaeffler und Kern Microtechnik www.schaeffler.com EFFIZIENTE KRAFTPAKETE Die neuen Linearmotoren L7 bieten eine bis zu 50 Prozent geringere Verlustleistung bei gleicher abgegebener Kraft. Damit setzt die neue Generation Maßstäbe in Effizienz und Kraftdichte. Typische Einsatzgebiete sind Fräsmaschinen, Drehmaschinen, in der Laserbearbeitung sowie in Flach- und Profilschleifmaschinen. Die Merkmale auf einen Blick: Hocheffizienter Linearmotor mit Wasserkühlung Primärteile in vier Baubreiten und drei Baulängen verfügbar Mechanisch mit marktüblichem Standard austauschbar Bis 800 V spannungsfest IP65 zertifiziertes Primärteil Kunden profitieren daher von: Höhere Formtreue Höhere Produktivität durch bis zu 40 % mehr Nennkraft Reduzierte Betriebskosten durch bis zu 50 % weniger Verlustleistung Höhere Maßhaltigkeit produzierter Teile durch den reduzierten Wärmeeintrag in das Maschinenbett Längere Lebensdauer und Robustheit durch optionale Kapselung www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2026/06 17