[Lösung] Warum verklemmen/verkanten Igus Gleitlager in Linearführungen wirklich?

Updated: 03.09.2018
Die Faszination 3D-Drucker erlangt immer mehr Aufmerksamkeit in den privaten Haushalten. Heutzutage ist es möglich, gute Bausätze von 3D-Druckern für unter 200 Euro zu bekommen. Diese eigenen sich besonders gut für den Modellbau oder um jegliche Art von Figuren zu drucken. Es bleibt oftmals nicht aus, dass sich die ersten Ausdrucke ausschließlich um den Drucker selbst drehen. Der Drucker wird somit schnell das eigentliche Hobby:-). Da viele Upgrades, die den 3D-Drucker verbessern, selbst von ihm erstellt werden können. Ein häufiger Punkt dabei, ist auch die Lautstärke, da für große Bauteile mit einer sehr feinen Oberfläche eine lange Druckzeit benötigt wird. Da kann es schon mal vorkommen, dass ein Drucker mehr als 8 Stunden druckt. Die Lautstärke des Druckers wird dann in der Wohnung schnell störend. Das erste Upgrade, um die Lautstärke zu reduzieren, ist das Wechseln der Linearlager der Führungen.
Die meisten Führungen der Drucker bestehen aus zwei parallelen Wellen und Linearkugellagern. Diese Linearkugellager produzieren jedoch sehr laute Geräusche. Sehr viele Nutzer wechseln auf die Igus-RJ4JP-01-08-Gleitlager. Diese haben einen fast nahezu geräuschfreien Lauf. Im Internet ist sehr häufig zu lesen, dass die Gleitlager gut funktionieren aber auch viele Stimmen sind vollkommen gegen die Igus-Gleitlager. Der Grund hierfür ist, dass diese Lager im Drucker nicht ideal gleiten sondern häufig verklemmen.

Der Grund des Verklemmens der Igus Gleitlager!

Zu aller erst hat es nichts mit den Igus Gleitlagern an sich zu tun. Da diese sonst auch sofort beim Aufsetzen auf eine Welle verklemmen würden. Beim Test mit einem Lager auf einer Welle laufen die Lager sehr gut und leise. Wie auf dem Video zu erkennen. Es verklemmt erst beim Zusammenbau, wenn zwei Wellen parallel betrieben werden. Es ist also der Baugruppenkombination geschuldet! Der Grund hierfür ist, dass die RJ4JP-01-08-Gleitlager Festlager sind.
In der Konstruktion werden bei parallelen Führungen immer Fest- und Loslager-Kombinationen gewählt. Das Festlager sorgt für die Hauptlastaufnahme der Kräfte. Das Loslager hingegen nimmt nur die Kräfte im Bild in y-Richtung auf und kann sich in x-Richtung bewegen.
Die Kombination aus Fest- und Los-Lager sorgt dafür, dass ein Ausgleich für Parallelitätsfehlern überhaupt erst möglich ist. Die besondere Form der meisten Loslager ermöglicht auch ein Ausgleich von Fluchtungsfehlern. Diese Lager besitzen meist in der Mitte einen balligen Bereich, somit kann sich das Lager in der Winklichkeit verstellen. Das Loslager gleicht auch die Temperaturausdehnung der Bauteile aus, welche durch die Temperaturänderung entstehen. Diese schwanken bei 3D-Druckern natürlich sehr stark, da meistens die Lager im kalten Zustand eingebaut werden und im warmen Zustand betrieben werden.
Die Parallelitätsfehler und Fluchtungsfehler können nicht verhindert werden, da jede Fertigung von Bauteilen, Toleranzen mit sich bringt. Wie zum Beispiel von der Fertigung der Wellenaufnahmen. Jedes Maß in der Fertiggung, zum Beispiel die Position einer Bohrung, hat entweder eine bestimmte Toleranz oder eine Allgemeintoleranz. Diese sorgt dafür, dass sich zwei gleich parallel angeordnete Bohrung, im Micro-Bereich in der Position und Größe unterscheiden.

Fazit: Da die Igus-Gleitlager Festlager sind, sind diese für die Kombination von parallelen Wellen nicht geeignet. Hier ist eine Fest- Loslager-Kombination zwingend erforderlich, da Parallelitätsfehler und Fluchtungsfehler nicht ausgeglichen werden können. Die Folge ist, dass die Führung fast unmöglich ist einzustellen und beim Bewegen immer verklemmt!

Lösung: Um dieses Problem zu lösen, haben die Firmen Igus und ruthex in einer Kooperation ein neues Loslager entwickelt, mit dem gleichen Igus-Gleitwerkstoff, wie die RJ4JP-01-08. Erscheinen wird dies im November 2018.

Warum haben nicht alle das Problem aber so einen hohen Verschleiß?

Im Internet liest man auch, dass die Lager einlaufen würden. Dies ist aber nur die Entstehung von Verschleiß im Lager. Die Lageröffnungen werden einfach größer durch die verklemmten Lager. Das somit gewonnene Spiel ermöglicht das Ausgleichen der Parallelitätfehlern und Fluchtungsfehlern. Sinn der Sache ist es natürlich nicht, mit so viel Spiel in den Lagern zu drucken. Es kann zu sehr ungenauen Ausdrucken kommen. Die vielen Beschwerden über den hohen Verschleiß der Igus-Gleitlager, stützen damit unsere Annahme. Diese Nutzer rüsten spätestens dann wieder auf die Linearkugellager zurück und drucken mit einer hochen Lautstärke.

Müssen die Igus-Gleitlager einpressen werden?

Manche Kommentare sprechen davon, dass die Lager eingepresst werden müssen. Dass ist nicht richtig! Es gibt bei Igus zwei verschiedene Lagertypen. Einmal die zum Einpressen RJM-01-08 und einmal ohne Einpressen RJ4JP-01-08.
RJ4JP-01: Wird nicht eingepresst
RJM-01: Wird eingepresst

Verschleiß an der Welle führen zu Vibrationen im System (Linearkugellager):

Die Kugeln in den Linearlagern sorgen dafür, dass auf die Welle nur die Punktlast von den einzelnen Kugeln auftritt. Die Kräfte werden also auf einzelne Punkte verteilt. Dies verursacht mit der Zeit Verschleiß (Verformung) auf der Führungswelle, dadurch entstehten Vibration im System. Die Gleitlager haben im Gegenzug sehr viel Auflagefläche und verringern die Kraft pro Quadratmillimeter auf der Welle, da die Kraft auf der größeren Auflagefläche verteilt wird.