Tragfähigkeit bei Radialbelastung

Die Radialbelastung einer Kugelführung wird durch die Lage des Angriffspunktes der Radialkraft P_R in Bezug auf die Mitte der Kugeleingriffsstrecke e bestimmt.

Die Radialkraft P_R kann auch als Resultierende mehrerer Kräfte angesehen werden. Je nach Lage des Kraftangriffspunktes ergeben sich die in der Übersicht dargestellten Formen der Radialbelastung.

Die in der Übersicht gegebene Darstellung berücksichtigt die Auslenkung der Kugelführung unter Belastung, welche durch die elastische Verformung der Kugeln und der Wälzflächen der Führungsbuchse und der Führungswelle bedingt ist. Die Achsen von Führungsbuchse und Führungswelle werden als starr angenommen; die Durchbiegung der Welle ist daher ggf. noch einzurechnen.

1. Die Radialbelastung ist konstant und gleichmäßig verteilt und entspricht einer mittig wirkenden Radialkraft P_R.
2. Die Radialbelastung ist über die Länge ungleichmäßig verteilt. Im Sonderfall besteht sie aus einem reinen Moment M.

Bei den verschiedenen Formen der Radialbelastung werden die einzelnen Kugelzonen unterschiedlich beansprucht. Die Berechnung der Tragfähigkeit basiert auf der Ermittlung des höchsten radialen Kraftanteils P₁₀ einer 10 mm langen Kugelzone. Im Folgenden werden für die verschiedenen Formen der statischen Radialbelastung die Beziehungen zwischen der äußeren Belastung P_R bzw. M und dieser spezifischen Radialkraft P₁₀ angegeben.

Die elastische Verformung der Kugelzonen bewirkt eine Auslenkung der Kugelführungsachse. Entsprechend der Belastung ist auch die elastische Verformung der einzelnen Kugelzonen unterschiedlich. Bei einer spezifischen Radialkraft P₁₀ wird die radiale Auslenkung der Achse der am höchsten belasteten 10-mm-Kugelzone als spezifische Auslenkung A₁₀ definiert. Mit ihrer Hilfe lässt sich die zu erwartende Auslenkung der Welle am Kraftangriffspunkt A berechnen.