DE3750961T2

DE3750961T2 - Mit statischem Druck arbeitende Schraubtriebführung.

Info

Publication number: DE3750961T2
Application number: DE3750961T
Authority: DE
Inventors: Sunao Ishihara; Munenori Kanai; Hiroo Kinoshita
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1987-06-29
Filing date: 1987-09-09
Publication date: 1995-08-10
Anticipated expiration: 2007-09-10
Also published as: EP0427363A1; EP0297164B1; EP0427363B1; DE3750904T2; US4793201A; DE3750961D1; EP0429155A1; DE3778156D1; DE3750904D1; EP0297164A1; EP0429155B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Eine statische Druck-Leitspindel (Anm.: Unter statischem Druck/Ruhedruck stehende Leitspindel) ist als ein Mittel zur Erzielung eines sehr schnellen, hochpräzisen Vorschubs bei der Umwandlung einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung bekannt. Bei der statischen Druck-Leitspindel wird ein unter (innerem) Druck stehendes Fluid zwischen die Schraubenspindel und die Spindelmutter oder das äußere und innere Gewinde gebracht, um diese durch das unter Druckfluid gegeneinander abzustützen. Es wurde auch ein Fluidlager vorgeschlagen, bei dem ein Druckfluid einem Spalt zwischen einer rotierenden Welle und einem Lager zu deren Abstützung zugeführt wird. Diese mechanischen Elemente sind sogenannte statische Druckführungen. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine porige bzw. poröse statische Druckführung, die einen porösen Körper für eine Lagerfläche, eine statische Druck- Leitspindel und eine Vorschubeinrichtung unter Verwendung derselben umfaßt.
Bekannte statische Druck-Leitspindeln als eine Bauart statischer Druckführungen werden im folgenden kurz beschrieben. Eine statische Druck-Leitspindel dient als eine statische Druckführung, bei der ein unter Druck stehendes Fluid einem Spalt zwischen einem Außengewinde und einem Innengewinde (dieser Spalt wird im folgenden als Schraubenspalt bezeichnet) zugeführt wird, um das Außengewinde und das Innengewinde durch das Druckfluid berührungsfrei gegeneinander abzustützen. Die unter statischem Druck stehenden Leitspindeln (statische Druck-Leitspindeln) werden entsprechend der Art der Arbeitsflüssigkeit in hydrostatische und pneumostatische Leitspindeln eingeteilt. Diese statischen Druck-Leitspindeln sind keiner festen Reibung unterworfen und frei von Stick- Slip (Ruckgleiten) und Rückstoß (durch zu viel Spiel). Die Vorschubgenauigkeit kann durch eine einen Flüssigkeitsfilm ergebende Wirkung wesentlich verbessert werden. Da bei der statischen Druck-Leitspindel keine feste Reibung auftritt, wird außerdem die Genauigkeit nicht ständig verschlechtert. Aus diesen und anderen Gründen haben die statischen Druck- Leitspindeln in den letzten Jahren bei verschiedenen Anwendungen hochgenauer, schnellaufender Vorrichtungen, wie Vorrichtungen zur Herstellung von Halbleiter-Elementen und optischen Bauteilen und elektronischen Ausrüstungen, ziemlich starke Beachtung gefunden.
Da eine Fluidzuführung erfolgt, ist jedoch der Aufbau des aufnehmenden Schraubenmuttergewindes kompliziert. Außerdem ist die Ausführung schwierig, und es ist eine präzisere Formgebung erforderlich, was viele zu lösende Probleme aufwirft. Daher sind praktische, unter statischem Druck stehende Leitspindeln noch nicht vorgeschlagen worden. Es ist insbesondere schwierig, die Steifheit einer Luftschmierungsschicht zwischen dem inneren und dem äußeren Gewinde bei einer pneumostatischen Leitspindel, die ein Gas mit sehr geringer Viskosität verwendet, zu erhöhen. Praktische pneumostatische Leitspindeln wurden daher nicht vorgeschlagen.
Der Aufbau herkömmlicher hydrostatischer Leitspindeln wird in "Journal of the Japan Society of Precision Engineering (JSPE)" 49, Juli (1983), S. 889 und in "Journal of the Japan Society of Precision Engineering" 48, Oktober (1982), S. 1291, beschrieben.
Ölzuführungsbohrungen beeinflussen direkt die Menge des einem Schraubenspalt zugeführten Öls und die Strömungsgleichmäßigkeit und bestimmen unmittelbar die Funktion der hydrostatischen Druckleitspindel. Eine hohe Formgebungsgenauigkeit der Ölzuführungsbohrungen ist erforderlich. Wenn die hydrostatische Leitspindel kompakt auszubilden ist, ist die präzise Ausführung der schraubenförmigen Ölzuführung und der Austrittsbohrungen bei kleinen mechanischen Teilen schwierig. Eine Kompaktheit hydrostatischer Leitspindeln ist daher nicht ohne weiteres zu erreichen.
Bei der pneumostatischen, ein Gas (z.B. Luft) als Arbeitsfluid verwendende Leitspindel ist die statische Steifheit zwischen der Schraubenspindel und der Spindelmutter wichtiger als bei den hydrostatischen Leitspindeln. Das beruht darauf, daß der Viskositätskoeffizient des Gases extrem klein, und zwar in der Größenordnung 1/1000 ist und das verwendete Gas ein kompressibles Fluid ist. Aus diesen Gründen muß der Schraubenspalt bei pneumostatischer Lagerung kleiner als der bei hydrostatischer Lagerung sein und innerhalb eines Bereichs von einigen Mikrometern bis zu einem Wert zwischen 10 und 20 Mikrometern liegen. Die pneumostatische Leitspindel benutzt eine Flanke als Luftauflagerungsfläche. Um den oben beschriebenen Spalt zu erzielen, muß bei der Formgebung der Schraubenspindel und der Spindelmutter die Oberflächenebenheit, die geometrische Genauigkeit und die Präzision der Schraubensteigung sehr hoch sein. Außerdem müssen für eine große Zahl der Luftzuführungsbohrungen Öffnungsdrosseln ausgebildet werden, um der Leitspindel statische Steifheit zu verleihen. Die Schwierigkeiten bei komplizierterer, präziserer Formgebung führen zu einer großen pneumostatischen Leitspindel bei hohen Kosten. Eine praktische pneumostatische Leitspindel ist daher nicht realisierbar.
Fig. 13(a) und 13(b) zeigen Schnittansichten herkömmlicher pneumostatischer Leitspindeln (Japanische Patent-Offenlegungsschriften (Kokai) Nr. 59-113360 und 60-241566). Auslaßwege sind in Fig. 13(a) und 13(b) nicht dargestellt.
Nach Fig. 13(a) und 13(b) sind Muttern 3 aus porösen Körpern hergestellt bzw. dienen jeweils als poröse Drosseln. Die pneumostatischen Leitspindeln in Fig. 13(a) und 13(b) haben einen ähnlichen Aufbau. Jedoch sind bei der pneumatischen Leitspindel in Fig. 13(b) Abschnitte (angezeigt durch dicke Linien), ausgenommen die Flanken, abgedichtet. Bei diesem Aufbau brauchen keine Luftzuführungsöcher, wie bei der Leitspindel in Fig. 13(a) gezeigt, ausgebildet zu werden. Im übrigen sind die Luftzuführungslöcher in Fig. 13(b) durch einfaches Bohren des porösen Körpers ausgebildet. Die Flanken werden außerdem durch einfaches Gewindeschneiden hergestellt. Das japanische Patent Nr. 61-127966 beschreibt ebenfalls eine pneumatische statische Druck-Leitspindel, bei der die Mutter aus porösem Material hergestellt ist. Die Mutter umfaßt auch mit dem Gewindeprofil passende Zuführungslöcher, und die Luft wird über Leitungen zugeführt, die sich durch den festen Rohrabschnitt der Mutter erstrecken. Daher haben die porösen Drosseln ein hohes Luftzuführungsvermögen, und die Steifheit der pneumostatischen Leitspindel kann im Vergleich mit den Leitspindeln, die andere Drosselbauarten verwenden, verbessert werden. Wenn der poröse Körper aus porösem Metall ist, können jedoch Zusetzungen aufgrund der plastischen Verformung des Materials während des Bohrens oder Schneidens Probleme aufwerfen. Wenn sich die Flanken 9 in Fig 13(a) und 13(b) oder die die Luftzuführungsbohrungen 6 in Fig. 13(b) definierenden Wandflächen zusetzen, werden die Luftströmungswege versperrt, und die Leitspindeln wirken nicht als pneumostatische Leitspindeln. Es ist ein richtiges Zusetzen einer Luftblasfläche in einem porösen Luftlager erforderlich, um die axiale Steifheit wie bei den Öffnungsdrosseln zu verbessern. Falls bei der (spanenden) Formgebung der Lagerfläche bei einem Planarlager, beispielsweise einem geradlinigen Axiallager, ein freier Spielraum vorhanden ist, kann ein derartiger Zusetzeffekt wirksam genutzt werden. Wenn - wie bei einem Radiallager, einer pneumostatischen Leitspindel oder dergleichen - der freie (für das Druckfluid benötigte "schwimmende") Schraubenspalt durch den Umfang der (spanenden) Formgebung aufgrund der Dimensionsbegrenzungen der Gegenlagerfläche bestimmt wird, bereitet jedoch die Steuerung des richtigen Zusetzens während der (spanenden) Bearbeitung Schwierigkeiten. Darüber hinaus verändert sich der Zusetzungsgrad eines Werkstückes in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen, zum Beispiel der Art des Materials, der Schnitttiefe und der Geschwindigkeit der (spanenden) Bearbeitung. Daher können die Anforderungen an den Zusetzungsgrad ebenso wie an die Genauigkeit der (spanenden) Formgebung nicht gleichzeitig zufriedengestellt werden.
Das von außen mit Druckluft beaufschlagte Lager weist das Problem des pneumatischen Hammers auf. "Pneumatischer Hammer" ist eine durch die Kompressibilität des Gases verursachte selbsterregte Vibration. Der pneumatische Hammer pflegt gewöhnlich in einem Gaslager aufzutreten, das ein großes Strömungswegvolumen, wie zum Beispiel eine Taschen-Blendendrossel oder eine poröse Drossel, aufweist. Die Muttern in Fig. 13(a) und 13(b) sind aus porösen Körpern hergestellt und haben große Strömungswegvolumina. Daher pflegt der pneumatische Hammer gewöhnlich bei diesen Leitspindeln aufzutreten.
Es soll kurz das Zusammenfallen oder -drücken von Poren bei einem herkömmlichen porösen Lager beschrieben werden. Bei einem herkömmlichen, von außen druckbeaufschlagten Porenlager wird ein Querschnittsbereich einer porösen Flächenschicht, die ein Fluid durchtreten läßt, durch Zusammenfallen oder -drücken der Poren, wie in Fig. 14 gezeigt, verringert. Der poröse Körper wird durch Sintern von Partikeln aus Metallpulver bei einer Temperatur, die niedriger als der Schmelzpunkt ist, erzeugt, und die durch die verbundenen Partikel bestimmten Räume bilden einen Fluidweg. Der poröse Körper ist leicht bei geringen Kosten erhältlich, da er in verschiedenen Anwendungen in gesinterten, ölaufnehmenden Lagern und Filtern benutzt wird.
Das Zusammendrücken der Poren bei einem porösen Metallkörper wird unter Anwendung einer plastischen Verformung durchgeführt. Insbesondere wird das Schneiden oder Schleifen durch Auswahl der Schneidbedingungen, wie zum Beispiel der Schärfe der Schneidkante eines Schneidwerkzeugs, der Schnittiefe, der Geschwindigkeit der spanenden Bearbeitung oder der Bearbeitungstemperatur, vorgenommen. Der auf der porösen Körperfläche vorhandene Querschnittsbereich des Fluidweges kann durch plastische Deformation verringert werden. Die Größe der plastischen Verformung entspricht daher einer Erhöhung des Strömungswiderstandes. Da zahlreiche große und kleine Löcher auf der porösen Körperoberfläche vorhanden sind, werden die kleinen Poren zusammengedrückt, wenn der Grad der plastischen Verformung erhöht wird. Halbgeschlossene Poren und fast offene Poren werden gemäß einer gegebenen Wahrscheinlichkeit beibehalten. Das ist das Prinzip der Flächenschichtdrossel durch Zusammendrücken von Poren. Der Strömungswiderstand der porösen Körperflächenschicht wird durch die Größe der plastischen Verformung geregelt.
Ein Zusammendrücken von Poren durch plastische Verformung ist auf einer plastischen Verformung unterworfenes Material beschränkt, und die Bedingungen der spanabhebenden Bearbeitung müssen richtig ausgewählt werden. Veränderungen der Sinterkraft und -härte beeinflussen die Bedingungen der spanenden Bearbeitung nachteilig. Reibung und Verschleiß der Bearbeitungswerkzeuge führen nicht zur Sicherstellung guter Bearbeitungsbedingungen. Reproduzierbarkeit und Produktivität sind gering, da die plastische Verformung selbst auf einer fachmännischen Fertigung oder der Bearbeitung gemäß einer gegebenen Wahrscheinlichkeit beruht. In dieser Hinsicht kann eine bezüglich der Poren gleichmäßig zusammengedrückte Fläche nicht ausgebildet werden. Insbesondere wenn der Grad der plastischen Verformung in der Nähe der Partikelgröße des den porösen Körper bildenden Pulvers liegt, schreitet die Entfernung und Wiederbefestigung der Teilchen gleichzeitig voran.
Verschleiß der Schneidwerkzeuge und damit deren Beschädigung nehmen zu. Es kann daher nicht erwartet werden, daß die Regelung der Genauigkeit des Zusammendrückens der Poren der zusammengedrückten Porenfläche exakt durchführbar ist. Eine starke Verschlechterung der Genauigkeit der spanenden Bearbeitung der poren-verdichteten Fläche ist unvermeidlich. Die plastische Verformung ist ein der Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit entgegenstehender Faktor. Die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert jedoch, wie oben beschrieben, die Wirkung der statischen Druckführung unmittelbar. Das Zusammendrücken der Poren durch plastische Verformung ist ein Oberflächenschichtdrossel-Gestaltungsverfahren, das kontrovers zu einer hohen Wirksamkeit der statischen Druckführung steht.
Zusammendrücken der Poren verändert den Strömungswiderstand des porösen Körpers erheblich. Um die statische Steifheit der statischen Druckführung zu sichern, muß ein Widerstandsverhältnis des Strömungsweges so eingestellt werden, daß ein Spitzenwert eines Zwischendruckes Pm etwa 2/3 des Zuführungsdruckes Ps beträgt. Die Steuerung muß zusätzlich zur Regelung eines gleichmäßigen Zusammenfallens der Poren der porösen Körperoberfläche die Regelung des Strömungswiderstands der gesamten porösen Drossel erfassen. Aus diesem Grund ist es keine Übertreibung festzustellen, daß die Genauigkeit des Zusammendrückens der Poren die Wirksamkeit der statischen Druckführung bestimmt. Die angewendeten statischen Druckführungen benutzen jedoch nur selten poröse Drosseln. Bei statischen Druckführungen sind herkömmliche Flächendrosseln am weitesten verbreitet. Diese Tatsache zeigt ausdrücklich, daß die Probleme bei der Regelung des Strömungswiderstands zur Erzielung poröser Drosseln und der Ausbildung von Flächendrosselschichten ungelöst geblieben sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, eine statische Druck-Leitspindel zu schaffen, deren statische Steifheit höher als die einer herkömmlichen statischen Druck-Leitspindel ist.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine statische Druck-Leitspindel zu entwickeln, bei der die Formgebung/spanende Bearbeitung einfacher als bei der herkömmlichen Fertigung sein kann und die Fertigungsgenauigkeit im Vergleich mit der bekannten spangebenden Bearbeitung verbessert werden kann.
Es ist noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine poröse statische Druck-Leitspindel zur Verfügung zu stellen, bei der ungeachtet der Anwendung porösen Materials eine Neigung zum Zusetzen (verstopfung) nicht auftritt.
Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine poröse statische Druck-Leitspindel anzugeben, bei der die Drosseleigenschaften eines porösen Werkstoffs, insbesondere der Strömungswiderstand, leicht optimiert werden können.
Es ist noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine statische Druck-Leitspindel bereitzustellen, die selbst bei einem kleinen Spindeldurchmesser eine hohe statische Steifheit aufweist.
Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine statische Druck-Leitspindel anzugeben, bei der pneumatischer Hammer nicht auftritt.
Es ist noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine statische Druck-Leitspindel zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, einen höchst präzisen Vorschub bei einem langen Hub zu gewährleisten, sowie eine Vorschubeinrichtung unter Verwendung derselben anzugeben.
Die statische Druck-Leitspindel gemäß der Erfindung umfaßt eine Schraubenwelle und eine Mutterneinrichtung, die durch den statischen Druck eines druckbeaufschlagten Fluids, das in einem Spalt zwischen einem Flankenabschnitt der Mutterneinrichtung und einem entsprechend geformten, dem Mutternflankenabschnitt gegenüberliegenden Schraubenabschnitt enthalten ist, relativ zueinander schwimmend (angeordnet) sind, wobei ein Teil des Flankenabschnitts der Mutterneinrichtung durch einen keramischen porösen Körper gebildet ist und mindestens ein Zuführungsloch in dem keramischen porösen Körper vorgesehen ist, um von der Außenseite der Mutterneinrichtung zur Innenseite des porösen keramischen Körpers eine Verbindung mit Teilen der Flankenabschnitte der Mutterneinrichtung, die mit festem Material versehen sind, herzustellen. Die oben erwähnten Probleme werden in der Weise gelöst, daß der keramische poröse Körperteil des Flankenabschnitts zwischen festen Teilen des Flankenabschnitts liegend angeordnet ist, die zusammengesetzte bzw. einheitliche Teile der Mutterneinrichtung bilden, und daß sich das Zuführungsloch sich durch ein festes Grundelement, das einen koaxialen Kern der Mutterneinrichtung bildet, in den keramischen porösen Körper hinein erstreckt.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird für eine Oberflächenschicht jeder Flanke des porösen keramischen Körpers oder einen inneren, von der Oberflächenschicht fortgeführten Abschnitt ein stromloses Plattieren vorgenommen.
Das Verfahren zur Herstellung einer statischen Druckspindel gemäß der Erfindung umfaßt die Schritte der Herstellung eines Grundelements durch schichtenweises Anordnen eines porösen Hohlzylinders zwischen einen inneren und einen äußeren ringförmigen Festkörper, des Ausbildens eines Schraubgewindes innerhalb des Grundelements, das sich über die Schicht porösen Materials hinaus erstreckt derart, daß es eine Spitze und Füße/Wurzeln mit sich dazwischen erstreckenden Flanken umfaßt und Teile der Flanken durch das poröse Material gebildet werden, des Ausbildens eines Zuführungslochs von außerhalb der Mutter bis zum Inneren des porösen Körpers zum Zuführen eines druckbeaufschlagten Fluids zur Innenseite des porösen Körpers und des Ausbildens eines bis zum Fuß des Schraubengewindes reichenden Austrittsloches. Die Flanke wird nach dem Gewindeschneiden durch stromloses Plattieren beschichtet.
Die statische Druckführung (d.h. das statische Drucklager und dergleichen), ausgenommen die statische Druck-Leitspindel, hat folgenden Aufbau. Die statische Druckführung schließt ein bewegbares, einer rotatorischen oder linearen Verlagerung unterworfenes Element, ein einer Oberflächenschicht des bewegbaren Elements über einen Spalt gegenüberliegendes stationäres Element und ein in den Spalt zwischen dem bewegbaren und dem stationären Element gefülltes Fluid ein, wobei eine Fläche des bewegbaren Elements, die den Spalt definiert, aus einem porösen Körper hergestellt ist und die Poren des porösen Körpers durch stromloses Plattieren selektiv geschlossen sind.
Der poröse Körper wird für die Fluidzuführungswege nur für die Flanken der statischen Druck-Leitspindel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Der poröse Körper bildet Strömungswege und dient als Strömungsweg-Widerstandselement. In den Flanken brauchen keine Fluidzuführungsöffnungen und keine Tasche ausgebildet zu werden. Bei der statischen Druck-Leitspindel oder dem -Lager mit einer durch stromloses Plattieren beschichteten, porösen keramischen Körperoberfläche kann der Strömungsweg-Widerstand durch stromloses Nickelplattieren eingestellt werden, um dadurch eine maximale Drosselwirkung zu erhalten. Die kompakte statische Druck-Leitspindel oder das -Lager, die eine hohe Steifheit aufweisen, können durch ein einfaches Verfahren hergestellt werden. Wenn ein rechteckiges Schraubgewinde angewendet wird, bei dem der Gewindegangwinkel senkrecht zur Schraubenachse verläuft, wirkt auf diese nur eine axiale Bearbeitungskraft. Es wirkt keine Biegekraft auf die Schraube, so daß die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1(a) ist eine Schnittansicht der statischen Druck- Leitspindel unter Verwendung einer porösen Drossel gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1(b) ist eine Ansicht, die eine Flanke gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer statischen Druck- Leitspindel unter Verwendung einer porösen Drossel gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3(a), 3(b) und 3(c) sind Schnittansichten zur Erläuterung der Schritte zur Herstellung einer statischen Druck-Leitspindel unter Verwendung einer porösen Drossel gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4(a) und 4(b) sind Ansichten, die eine statische Druck-Leitspindel zeigen, die eine poröse Drossel mit Oberflächenplattierung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
Fig. 5 ist eine Ansicht, die das zur Einstellung eines Strömungswiderstandes eines porösen Körpers gegemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendete stromlose Nickelplattieren zeigt;
Fig. 6 ist eine eine nickelplattierte poröse Drossel darstellende Schnittansicht;
Fig. 7(A) und 7(B) sind Schnittansichten, die einen gesinterten porösen Körper zeigen;
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen dem Schrauben-Lagerspiel-Spalt h und der statischen Steifheit k gemäß einem Versuch zur statischen Druck-Trag-/Schwimmfähigkeit zeigt;
Fig. 9 ist eine einachsige statische Druckvorschubeinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10(a) und 10(b) sind Ansichten, die eine Auflösung des Vorschubs der einachsigen statischen Druck-Vorschubvortung wiedergeben;
Fig. 11 ist eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen der axialen statischen Steifheit und der Tragfähigkeit bei einer einachsigen statischen Druck-Vorschubeinrichtung zeigt;
Fig. 12 ist eine graphische Darstellung, die die Vorschubgenauigkeit einer einachsigen statischen Druck-Vorschubeinrichtung zeigt;
Fig. 13(a) und 13(b) sind jeweils Schnittansichten herkömmlicher pneumostatischer Leitspindeln; und
Fig. 14 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau einer herkömmlichen Druckzuführung bei einem porenzusammengedrückten porösen Körper zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Ausführungsformen statischer Druck-Leitspindeln werden im folgenden beschrieben.

(Erste Ausführungsform)

Fig. 1(a) zeigt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugszeichen 10 bezeichnet einen porösen Körper und 6 ein Zuführungsloch(-bohrung) zwischen jedem Zuführungskanal 4 und dem porösen Körper 10. Gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 13(a), 13(b) und 14 bezeichnen in Fig. 1(a) und 1(b) die gleichen Teile. Das Bezugszeichen 3' bezeichnet aus einem Material eines in Fig. 3(a) gezeigten (später zu beschreibenden) Innenzylinders 15 gefertigte Spitzen; und 3 einen Schraubenkörper oder ein festes, aus dem Material eines in Fig. 3(a) gezeigten (später zu beschreibenden) Außenzylinders 16 gefertigtes Grundelement. Ein Fluid fließt durch die Zuführlöcher 6 und erreicht den porösen Körper 10 und wird dann zu den rechten und linken Schraubenspalten 8 jedes Gewindeganges geführt.
Fig. 1(b) zeigt einen Bereich in der Nähe einer Flanke der in Fig. 1(a) gezeigten statischen Druck-Leitspindel, wenn diese in einer Richtung senkrecht zur Flankenoberfläche betrachtet wird. Die Flanke setzt sich in einer Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene schraubenartig gewunden fort, aber auf eine Schnittansicht davon wird verzichtet. Die Zuführlöcher 6 sind in Positionen angeordnet, die jeweils den Kämmen entsprechen.
Im allgemeinen wird der poröse Körper 10 durch zahlreiche durchgehende Mikrozwischenräume gebildet und dient als eine den Strömungswiderstand beim Fließen des Fluids durch den porösen Körper 10 benutzende Drossel. Mit diesem Aufbau dient der poröse Körper 10 daher als ein Fluidzuführungsweg und als Mittel zur Anwendung eines Strömungswiderstandes (d.h. einer Drossel). Obwohl das poröse Material, da es gesintert ist, Oberflächenwelligkeit und Rauhheit aufweist, werden die Flanken der Leitspindel maschinell bearbeitet, um eine vorbestimmte Genauigkeit entsprechend der vorliegenden Erfindung zu erzielen. Die Oberfläche des porösen Körpers dient daher unmittelbar als Lagerfläche. Mit dem Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung braucht keine selbstformende Drossel, Lochöffnungsdrossel oder Flächendrossel ausgebildet zu werden. Außerdem ist bei der herkömmlichen Leitspindel eine hohe Genauigkeit bei der spanenden Bearbeitung der die Flanken erreichenden Zuführungslöcher erforderlich, jedoch wird das Zuführungsloch gemäß der Erfindung mit einer Genauigkeit gebildet, die dem Loch gestattet, mit dem Inneren des porösen Körpers in Verbindung zu treten. Es ist nur ein Zuführungsloch erforderlich, um ein Fluid zu der rechten oder linken Flanke zu leiten. Aus der obigen Beschreibung zeigt sich deutlich, daß die statische Druck-Leitspindel in einfacher Weise spanend bearbeitet werden kann, um Kompaktheit und geringe Kosten zu erzielen.
Die poröse Drossel läßt die Zuführung des unter Druck stehenden Fluids von der gesamten Oberfläche des porösen Körpers her zu, und dann kann sich der Druckbereich in dem Spalt ausweiten. Das deutet darauf hin, daß die auf die statische Druck-Leitspindel oder ein -Lager wirkende Last erhöht werden kann, und deren statische Steifheit kann ebenfalls verbessert werden.
Bei der statischen Druck-Leitspindel gemäß der vorliegenden Erfindung können ein Gas, zum Beispiel Luft, oder eine Flüssigkeit, zum Beispiel Öl, verwendet werden. Obwohl sich die Viskosität des Gases von der der Flüssigkeit wesentlich unterscheidet, kann in diesem Fall ein poröser Körper 10, der einen optimalen Strömungswiderstand für das Gas oder die Flüssigkeit aufweist, gewählt werden. Die optimale Strömungsgeschwindigkeit des Fluids wird durch das Verhältnis des Schraubenspaltes zur Porosität des porösen Körpers bestimmt. Wenn der Schraubenspalt vergrößert wird, muß dementsprechend die Porosität erhöht werden. Wenn jedoch der Schraubenspalt verkleinert wird, kann die Porosität verringert werden, um dadurch eine optimale Bemessungsgröße zu erhalten. Die Porosität des porösen Körpers kann durch die Teilchengröße des Materials vor dem Sintern eingestellt werden.
Bei einer herkömmlichen pneumostatischen Leitspindel unter Verwendung einer porösen Mutter ist die gesamte Mutter entsprechend den Bestandteilen 3 (festes Grundelement), 3' und 10 in Fig. 1(a) aus einem porösen Werkstoff gefertigt. Bei einem derartigen Aufbau wird der Druckabfall in der Kammer vergrößert, da der Strömungsweg in dem porösen Bestandteil lang ist. Um demzufolge einen derartigen Druckabfall zu vermeiden, werden der Zahnkopf und die Zahnwurzel der Mutter abgedichtet (versiegelt). Wie zuvor erwähnt, kann pneumatischer Hammer in dem Luftlager auftreten, wenn das Volumen des Strömungsweges groß ist. Daher müssen bei der Taschenflächendrossel und bei der porösen Drossel die Gestaltung des Strömungsweges und die Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit berücksichtigt werden, um den pneumatischen Hammer zu verhindern. Bei der statischen Druck-Leitspindel gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch das Volumen des porösen Körpers (der Abschnitt, durch den Gas strömt) verringert. Im Vergleich mit dem herkömmlichen Fall, bei dem die gesamte Mutter aus porösem Material hergestellt wird, ist der Strömungsweg klein. Zusätzlich zu dem Effekt, wonach die Durchflußgeschwindigkeit durch die später zu beschreibende plattierte Schicht optimiert wird, besteht keine Neigung zum Auftreten von pneumatischem Hammer.

(Zweite Ausführungsform)

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei einer herkömmlichen statischen Druck-Leitspindel bilden die Flanken 9 ein trapezförmiges oder dreieckiges Schraubgewinde, weil auf die Leitspindel in deren radialer Richtung ein statischer Druck wirkt, um die Mutter zu veranlassen, eine Last in einer Richtung senkrecht zur Vorschubrichtung aufzunehmen oder eine selbstzentrierende Fähigkeit zu erhalten sowie eine leichte Verbindung der Zuführungslöcher zu den Flanken ohne Schwierigkeiten zu ermöglichen. Bei einem derartigen Gewindeprofil ist es jedoch mit einer Werkzeugmaschine schwierig, Gewinde mit guter Reproduzierbarkeit und hoher Genauigkeit herzustellen. Da die spanende Bearbeitung vorzugsweise unter Verwendung einer Gewindeschneidbacke durchgeführt wird, die eine dem Gewindeprofil entsprechende Form hat, ist es nicht einfach, die Flanken mit hoher Genauigkeit spanend zu bearbeiten. Insbesondere ist die Bearbeitungskraft in radialer Richtung der Leitspindel groß. Während der spanenden Bearbeitung der Schraubspindel, bei der eine Vorschubgeschwindigkeit vorgegeben ist, verursachen unter dieser Bedingung die Biegemomentkomponenten eine Verformung der Schraubspindel mit der Folge eines Steigungsfehlers des Gewindes. Infolgedessen wird eine genaue spanende Bearbeitung nicht möglich. Nach den obigen Tatsachen zu urteilen, tritt bei einem rechteckigen Schraubgewinde, bei dem der Gewindespitzenwinkel ausgebildet ist, um eine Linie senkrecht zur Schraubenvorschubrichtung zu bestimmen, während der spanenden Bearbeitung eine Biegeverformung selten auf.
Die rechteckige Spindel, die einen eine Linie senkrecht zur Spindelvorschubrichtung definierenden Gewindespitzenwinkel aufweist, wird daher bei einer Hochgenauigkeits-Vorschubspindel verwendet, die bei einer Leitspindel einer Werkzeugmaschine eingesetzt wird. Die statische Druck-Spindel gemäß der vorliegenden Erfindung kann - als primäres Ziel der statischen Druck-Leitspindel - leicht eine hohe Genauigkeit des Spindelvorschubs erreichen, da der Gewindespitzenwinkel ausgebildet werden kann, um - verglichen mit dem herkömmlichen Fall - eine Linie senkrecht zur Spindelvorschubrichtung zu definieren. Für eine Belastung in einer Richtung senkrecht zur Vorschubrichtung kann eine separate, lineare Führung parallel zur statischen Druck-Leitspindel geschaffen werden. Da die lineare Führung - anders als bei der Vorschubspindel - keine komplizierte Form aufweist, ist es möglich, eine echte lineare Führung mit hoher Steifheit zu erreichen. Es sollte festgehalten werden, daß der Spitzenwinkel bei der statischen Druck-Leitspindel gemäß der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt ist, in einer Richtung senkrecht zur Vorschubrichtung eingestellt zu werden, sondern willkürlich festgelegt werden kann, um ein dreieckiges Schraubgewinde, ein trapezförmiges Schraubgewinde od.dgl. auszubilden.

(Dritte Ausführungsform)

Die Fig. 3(a), 3(b) und 3(c) zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung einer statischen Druck-Leitspindel gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 3(a) zeigt speziell den Schritt der Vorbereitung eines Grundelements 13, das eine Mutter der statischen Druck-Leitspindel gemäß der vorliegenden Erfindung bildet, wobei Bezugszeichen 14 einen porösen Hohlzylinder; 15 einen Innenzylinder und 16 einen Außenzylinder bezeichnet. Das Grundelement 13 ist derart vorbereitet, daß der Innen- und Außenzylinder 15 und 16 in und auf der inneren Fläche und der äußeren Fläche des porösen Hohlzylinders befestigt sind.
Nachdem der Innenzylinder, der Außenzylinder und der poröse Hohlzylinder 15, 16 und 14 integral vorgefertigt sind, werden sie durch thermische Diffusion verbunden. Wahlweise kann ein poröses Material in einen Spalt zwischen dem Innenzylinder 15 und dem Außenzylinder 16 eingeführt werden, und der sich ergebende Aufbau kann gesintert werden. Gemäß einem noch anderen Verfahren wird auf der Außenfläche des Innenzylinders 15 durch Plasmastrahlspritzen ein poröser Abschnitt gebildet, und auf der Innenfläche des Außenzylinders 16 wird, ebenfalls durch Plasmaflammenspritzen, ein poröser Abschnitt gebildet, wobei der Innenzylinder 15 dann in dem Außenzylinder 16 befestigt und der so erhaltene Aufbau miteinander verbunden wird. Verschiedene andere Verfahren können ebenfalls eingesetzt werden.
Fig. 3(b) zeigt eine Mutter 18 der statischen Druck-Leitspindel. Ein Muttergewindeabschnitt 17 wird durch bekanntes Schneiden oder Schleifen in dem Grundelement 13 gebildet. Gleichermaßen werden spiralförmige Fluid-Zuführungs- und Auslaßkanäle durch Schneiden oder Schleifen ausgebildet, und Zuführungs- und Auslaßlöcher 6 und 7 werden durch Bohren gebildet. Fig. 3(c) zeigt einen Zustand, bei dem eine Mutter 18 durch Preßpassung oder Schrumpfpassung in ein Gehäuse 2 eingebaut ist. Wie aus Fig. 3(c) deutlich wird, können die Zuführungs- und Auslaßkanäle 4 und 5 in dem Gehäuse 2 ausgebildet werden. Anders als bei der herkömmlichen Druck-Leitspindel ist es nicht notwendig, eine große Zahl Hochgenauigkeit-Zuführungslöcher und Strömungskanäle auszubilden. Die einzigen spanend zu bearbeitenden Teilstücke sind die Flanken, die unbedingt erforderliche Elemente der statischen Druck-Leitspindel sind, wodurch ein Einfluß, der auf die Bearbeitungsgenauigkeit einwirkt, verringert und aus diesem Grund die spanende Bearbeitung vereinfacht wird. Es kann daher bei geringen Kosten eine hocheffektive statische Druck-Leitspindel zur Verfügung gestellt werden. Bei der bekannten Druck- Leitspindel, bei der die Zuführungslöcher und Strömungswegkanäle präzise ausgebildet werden müssen, ist das Material der Mutter 18 in diesem Fall auf ein Metall beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch das Grundelement 13 durch ein keramisches Grundmaterial ersetzt werden. Die statische Druck-Leitspindel wird durch Vorsintern gebildet, und der vorgesinterte Körper wird schlußgesintert. Nur die Flanken der Schraube werden dann mit hoher Genauigkeit geschliffen oder geläppt. Es kann somit eine keramische Druck-Leitspindel geschaffen werden. Ein keramisches Material weist bessere Eigenschaften der hoch-präzisen Bearbeitung auf, zum Beispiel eine hohe Steifheit und eine geringe Verbiegung bei der Bearbeitung im Vergleich mit Metall. Außerdem ist das keramische Material frei von plastischer Verformung, und ein Zusetzen des porösen Körpers während der spanenden Bearbeitung braucht nicht in Betracht gezogen zu werden. Das keramische Material ist unter diesem Aspekt sehr vorteilhaft für die Herstellung einer statischen Druck-Leitspindel gemäß der vorliegenden Erfindung. Darüber hinaus hat das keramische Material einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und ist leichtgewichtig. Das keramische Material ist daher ein für die hochgenaue Bearbeitung - als Hauptzweck der statischen Druck-Leitspindel - geeignetes Material.
Die hochpräzisen Zuführungslöcher und Strömungswegkanäle brauchen, wie oben beschrieben, bei den mit porösen Drosseln ausgestatteten und in der ersten und zweiten Ausführungsform dargestellten statischen Druck-Leitspindeln, anders als bei den bekannten statischen Druck-Leitspindeln mit selbstformender Drossel oder Flächendrossel, nicht ausgebildet zu werden. Die spanende Bearbeitung kann daher vereinfacht werden. Außerdem kann der Gewindespitzenwinkel willkürlich gewählt werden, und die statischen Druck-Leitspindeln gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen können verschiedene Anwendungen erfahren. Die Ausführung einer Schraube mit einem in einer Richtung senkrecht zu deren Axialrichtung gebildeten Gewindespitzenwinkel, was bei herkömmlichen Leitspindeln fast unmöglich ist, führt entsprechend dem Primärzweck der statischen Druck-Leitspindel zu einem hochgenauen Vorschub.
Das verfahren zur Herstellung der statischen Druck-Leitspindel gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist insofern vorteilhaft, als das Grundelement für die statische Druck-Leitspindel mit poröser Drossel unter Anwendung verschiedener Verfahren auf einfache Weise geschaffen und eine keramische statische Druck-Leitspindel erreicht werden kann, um dadurch unter Nutzbarmachung der Vorteile des keramischen Materials einen äußerst schnellen Hochleistungs- Spindelvorschub zu bewirken.
Die Merkmale der statischen Druck-Leitspindel nach der vorliegenden Erfindung können für den hoch-präzisen Vorschub eines Werkstücks und eines Bearbeitungs-/Meßwerkzeugs in einer Vorrichtung zur Durchführung einer hoch-präzisen Bearbeitung oder hochgenauen Messung, eines bei der Mikromuster-Lithographie angewendeten äußerst schnellen, hochpräzisen Antriebs in einer x-y-Stufe oder der Prüfung während des Herstellungsprozesses für Halbleiterelemente und beim Schreibzugang eines optischen oder magnetischen Scheiben(Disketten-)Antriebs sowie der äußerst schnellen, hochgenauen Positionierung eines Lesekopfes effektiv angewendet werden.

(Vierte Ausführungsform)

Fig. 4(a) und 4(b) zeigen eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1(a) und 1(b) bezeichnen gleiche Teile in Fig. 4(a) und 4(b), und auf deren detaillierte Beschreibung kann verzichtet werden.
Im allgemeinen ist ein poröser metallischer Werkstoff während der spanenden Bearbeitung einem Zusetzen der Bearbeitungsfläche unterworfen, und die Luftdurchlässigkeit des Materials wird stark verringert. Die Trag- oder Lagerfunktion wird daher extrem verschlechtert. Ein Zusetzen tritt auf, wenn der Werkstoff während der spanenden Bearbeitung plastisch verformt wird. Einer der Gründe für die Verwendung eines keramischen Werkstoffs zur Ausbildung eines porösen Körpers basiert auf dem Zusetzen. Da keramisches Material ein Werkstoff ist, der keine Zähigkeit aufweist, ist es, noch spezieller betrachtet, während der Bearbeitung, zum Beispiel dem Schneiden, keiner plastischen Verformung unterworfen. Der poröse Körper setzt sich daher nicht zu.
Das Zusetzen des porösen Körpers während der spanenden Bearbeitung kann insofern von Vorteil sein, als die Trag- oder Lagerfunktion durch richtige Steuerung des Zusetzumfanges verbessert werden kann. Es ist verständlich, daß an dem Auslaß von jedem der vielen Strömungswege in dem porösen Körper eine Auslaßöffnung ausgebildet wird. Nach dem Wahrscheinlichkeitsphänomen, wonach eine große Zahl Bearbeitungsbedingungen, zum Beispiel die plastische Verformung, während der spanenden Bearbeitung beteiligt ist, ist es jedoch schwierig, das gewünschte Zusetzen zu bewirken, es sei denn, eine sorgfältig durchgeführte Bearbeitung wird anderweitig vorgenommen. Wenn, wie bei der statischen Druck- Leitspindel, Maßgenauigkeit erforderlich ist, ist es außerdem nicht möglich, sowohl der Maßgenauigkeit als auch dem Zusetzausmaß gerecht zu werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch stromloses Plattieren Nickel auf den porösen keramischen Körper plattiert, um die Durchflußgeschwindigkeit bzw. den Durchsatz zu optimieren (wird später näher beschrieben). Nachdem - wie in Fig. 4(a) gezeigt ist - jede Flanke 9 ausgebildet wurde, um durch spanende Bearbeitung die gewünschte geometrische Genauigkeit zu erhalten, werden die durch schraffierte Linien 9' gekennzeichneten Bereiche plattiert, so daß die Durchflußgeschwindigkeit eingestellt wird, um eine maximale statische Steifigkeit gemäß dem Maß des Schraubenspaltes 8 zu erhalten. Entsprechend einem derartigen Plattieren (das später im einzelnen beschrieben wird) kann die Stärke der plattierten Schicht durch die Plattierzeit genau gesteuert werden. Im Vergleich mit dem herkömmlichen Zusetzeffekt kann ein gewünschter Fließwiderstand auf einfache Weise erreicht werden.
Das stromlose Plattieren wird im folgenden kurz beschrieben. Das stromlose Plattieren wird bekanntermaßen derart durchgeführt, daß Metallkationen durch eine äußere Stromwirkung an eine Kathode angezogen werden. Stromloses Plattieren im allgemeinen Sinn umfaßt ein Plattierverfahren zur Reduzierung und zum Niederschlagen von Metallkationen in einer elektrolytischen Lösung ohne Verwendung eines äußeren Stroms und wird häufig chemisches Plattieren genannt.
Gemäß dem Merkmal des stromlosen Plattierens werden ohne Verwendung eines äußeren Stroms die Metallkationen in einer elektrolytischen Lösung reduziert und abgesetzt. Dieses Verfahren wird in eine Ausführungsart aufgegliedert, bei der Kationen eines Metalls (Edelmetall) mit einem höheren Potential als ein Metall (unedles Metall, Grundmetall) mit geringem Potential in Kontakt mit dem Grundelement gebracht werden, um das edle Metall, wie beim Austausch-Zinkplattieren oder beim Tauchbad-Goldplattieren, zu reduzieren und niederzuschlagen, sowie eine Ausführungsart, bei der ein dem Plattieren unterzogenes Objekt als Katalysator dient, um die Metallkationen in einer elektrolytischen Lösung zu reduzieren und wie beim chemischen Kupferplattieren oder beim stromlosen Nickel-(Ni)-Plattieren ein Metall darauf niederzuschlagen. Es ist zu bemerken, daß ein Plattierverfahren, das auf industriellerer Basis ein große Rolle spielt, ein Reduktionsverfahren ist.
Das stromlose Plattieren basiert auf einer chemischen Reaktion an der Oberfläche eines zu plattierenden Objektes. Anders als beim elektrischen Plattieren ist das Plattieren nicht auf einen Abschnitt mit hoher elektrischer Feldstärke konzentriert. Die Dicke der plattierten Schicht ist gleichmäßig, und das Plattieren kann auf einem Abschnitt durchgeführt werden, auf dem kein elektrisches Feld vorhanden ist, zum Beispiel innerhalb des porösen Körpers. Auf diese Weise verfügt das stromlose Plattieren über Merkmale, die sich von jenen des elektrischen Plattierens unterscheiden.
Unter diesen Verfahren ist das stromlose Nickelplattieren als ein Reduktionsverfahren am meisten als Mittel zur Steuerung des Strömungswiderstandes eines porösen Körpers geeignet und wird im folgenden detaillierter beschrieben.
Fig. 5 ist eine Ansicht zur Erläuterung des stromlosen Nickelplattierens als ein verfahren zur Steuerung des Strömungswiderstandes eines porösen Körpers gemäß der vorliegenden Erfindung. Bezugszeichen 113 bezeichnet einen mit Nickel zu plattierenden porösen Körper; 114 eine Halterung; 115 eine Plattierlösung; 116 ein Wasserbad; und 118 einen über eine Rohrleitung 117 an die Halterung 114 und an eine Vakuumpumpe 119 angeschlossenen Unterdruckbehälter. Bezugszeichen 120 bezeichnet einen Unterdruckmesser und 121 ein Heizgerät. Das stromlose Nickelplattieren weist die oben beschriebenen Merkmale auf, und die Stärke der plattierten Schicht kann, wenn die Temperatur konstant gehalten wird, durch die Eintauchzeit so gesteuert werden, daß sie konstant wird. Die Halterung 114 gibt - unter Bezugnahme auf Fig. 5 - nur eine Fläche 109 des porösen Körpers 113 gegenüber der Plattierlösung frei. Ein Zuführungskanal des porösen Körpers 113 ist mit der Rohrleitung 117 verbunden. Die Diffusionstiefe der Plattierlösung in den porösen Körper kann daher durch den Unterdruck des Unterdruckbehälters 118 gesteuert werden. Wenn der Unterdruck durch ein Durchflußsteuerungsventil 130, das entlang des Weges der Rohrleitung 117 angeordnet ist, auf Null eingestellt wird, erreicht die Plattierlösung nur den Oberflächenschichtbereich des porösen Körpers.
Zahlreiche, auf der Oberfläche des porösen Körpers 113 vorhandene Poren können abgedichtet (versiegelt) werden. Wenn jedoch das Plattieren bei offenem Durchflußsteuerungsventil 130 durchgeführt wird, wird immer zusätzliche, Nickelkationen enthaltende Plattierlösung in das Innere des porösen Körpers 113 nachgefüllt. Daher kann der tiefe Bereich in dem porösen Körper 113 plattiert werden.
Das stromlose Nickelplattieren erlaubt auf diese Weise sowohl eine beliebige Steuerung der Diffusionstiefe der Plattierlösung in den porösen Körper mittels eines Unterdrucksoges als auch der Dicke der Plattierschicht durch die Plattierzeit. Im Vergleich mit dem herkömmlichen mechanischen Zusetzen kann der Strömungswiderstand des porösen Körpers in bedeutendem Maße, genau und auf einfache Weise reguliert werden.
Beispielsweise wird der Strömungswiderstand des Oberflächenschichtbereichs höher eingestellt als der des tiefen Bereichs, um dadurch den Regelbereich des Strömungswiderstands zu erhöhen. Außerdem kann die Oberfläche des porösen Körpers versiegelt werden. Somit kann der unnötige Oberflächenabschnitt maskiert werden, wodurch man selektiv einen versiegelten Oberflächenabschnitt des porösen Körpers erhält. Im Vergleich mit der herkömmlichen, die plastische Verformung anwendenden Technik kann die Regelbarkeit des Strömungswiderstandes verbessert werden, und der Regelbereich kann erweitert werden. Darüber hinaus können auch neue Wirkungen erzielt werden.
Wenn die Strömungsgeschwindigkeit der Plattierlösung geregelt wird, kann des weiteren die Dicke der Plattierschicht von der Oberflächenschicht des porösen Körpers bis zur Tiefenschicht verringert werden.
Die Oberfläche des porösen Körpers 113 wird im Hinblick auf die Halterung 114 umgedreht; eine Plattierlagen-Tiefenschicht des porösen Körpers 113 kann zusätzlich zu der plattierten Oberflächenschicht ausgebildet werden.
Über die Wirkungen der oben erwähnten Ausführungen hinaus werden durch diese Ausführungsform folgende Effekte erzielt.
a) Da der Nutzeffekt der Luft(Öl)zufuhr der porösen Drossel im Vergleich mit der herkömmlichen Drossel verbessert werden kann und stromloses Nickelplattieren die Optimierung des Strömungswiderstandes erlaubt, weist die statische Druck-Leitspindel eine hohe statische Steifheit auf.
b) Da das Volumen des porösen Körpers mit den darin befindlichen Strömungswegen minimiert werden kann, besteht selbst bei einer pneumostatischen Leitspindel keine Neigung zum Auftreten des pneumatischen Hammers.
c) Da der poröse Körper aus keramischem Material gefertigt ist, tritt während der spanenden Bearbeitung kein Zusetzen auf. Außerdem erlaubt das keramische Material eine Verbesserung in der Genauigkeit der spanenden Bearbeitung, weist ein geringes Gewicht auf und kann eine geringe Dimensionsänderung zeigen, obwohl eine Temperaturänderung auftritt. Die statische Druck-Leitspindel ist daher für sehr schnelle, hochpräzise Arbeitsvorgänge geeignet.
d) Da der Gewindespitzenwinkel frei gewählt werden kann, verfügt die statische Druck-Leitspindel über eine Vielfalt von Anwendungen. Der Gewindespitzenwinkel ist insbesondere so ausgebildet, daß er eine Linie senkrecht zur Schraubenachse bestimmt, wobei eine hohe Genauigkeit gemäß dem Hauptzweck der statischen Druck-Leitspindel erreicht werden kann.
Darüber hinaus hat die statische Druck-Leitspindel mit einer nickelplattierten Schicht die gleichen Wesensmerkmale wie in der oben beschriebenen dritten Ausführungsform.
Der Zustand, in dem Nickel in dem porösen Körper plattiert wird, wird nachfolgend beschrieben, um die Wirkung der Nickelplattierung voll verständlich zu machen.
Fig. 7(a) und 7(b) zeigen geschnittene Strukturmodelle eines gesinterten porösen Körpers. Mit Bezug auf Fig. 7(a) und 7(b) bezeichnen die Bezugszeichen 234 gesinterte Teilchen; 235 Verbindungsabschnitte zwischen den gesinterten Teilchen 234; 236 Poren, d.h. Fluidwege des porösen Körpers. Fig. 7(a) zeigt einen Querschnitt, in dem die gesinterten Partikel 234 vorherrschend sind, und Fig. 7(b) zeigt einen Querschnitt, in dem die Poren dominieren. Der Querschnittsbereich der Strömungswege 236 variiert entsprechend unterschiedlichen Teilabschnitten, und der poröse Körper ist so ausgebildet, als ob kürbisflaschenartige Elemente dreidimensional übereinander geschichtet bzw. gestapelt sind. Zur zweckmäßigen Veranschaulichung sind in Fig. 7(a) und 7(b) sphärische gesinterte Teilchen mit identischen Durchmessern gleichmäßig ausgerichtet. In praxi sind die in unterschiedlichen Größen ausgebildeten gesinterten Teilchen jedoch ungeordnet übereinander gestapelt. Gleichmäßige Strömungswege sind nicht notwendigerweise in dem porösen Körper ausgebildet, und daher sind darin Strömungswege verschiedener Größen vermischt.
Da der poröse Körper selbst durch einzigartige Herstellungstechniken gebildet wird, ist es nicht leicht, den gewünschten Strömungswiderstand zu erreichen. Es muß irgendein Mittel angewendet werden, um den gewünschten Strömungswiderstand in dem vorhandenen porösen Material zu erhalten. Außerdem ist auch ein Regelungsmittel für den Strömungswiderstand erforderlich, um den Drosselwiderstand in dem Oberflächenschichtabschnitt, wie oben beschrieben, zu erhöhen.
Ein Schnittmodell mit der porösen, nickelplattierten Drossel ist in Fig. 6 dargestellt. Im einzelnen bezeichnen die Bezugszeichen 22 ursprünglich große, aufgrund der Ungleichmäßigkeit des porösen Körpers ausgebildete Strömungswege; 23 aus dem gleichen Grund gebildete schmale Strömungswege; 24 die Einströmseite der Plattierlösung; 25 die Abströmseite der Plattierlösung; 26 in einer Tiefenschicht plattierte, innerhalb des porösen Körpers durch Erhöhung der Zuführungsmenge der Plattierlösung gebildete Schichten; und 27 in einer Oberflächenschicht plattierte, durch Verringerung der Zuführmenge der Plattierlösung gebildete Schichten.
Die Strömungsmenge der Plattierlösung, die durch den porösen Körper fließt, kann durch einen Druckunterschied zwischen der Einströmseite 24 und der Abströmseite 25 geregelt werden. In diesem Fall neigt deshalb die Plattierlösung dazu, durch einen Strömungsweg mit geringem Widerstand zu fließen. Es wird daher mehr Nickel in dem großen Strömungsweg plattiert, und zwar ohne Rücksicht auf die Größe des Gegen-Unterdrucks. Aus diesem Grund ist die Plattierlösung in den großen Strömungswegen 22, die einen geringen Strömungswiderstand haben, konzentriert. Die Plattierlösung tritt daher durch den großen Strömungswege 22 in einen tieferen Bereich ein. Die Plattierlösung ist durch die engen Strömungswege 23 auf die Oberflächenschicht begrenzt. Infolgedessen wird der Gesamtströmungswiderstand des porösen Körpers gleichmäßig. Da die Plattierlösung gleichmäßig dem ebenen Bereich auf der Oberfläche des porösen Körpers zugeführt wird, kann jedoch eine gleichmäßige Stärke der plattierten Schicht erzielt werden, wodurch die Ebenheit vor dem Plattieren beibehalten wird.
Bekanntlich ist die plattierte Nickelschicht selbst eine Hartschicht, die über eine hohe Korrosionsfestigkeit und eine hohe verschleißfestigkeit verfügt. Die plattierte Nickelschicht ist daher eine Schicht, die frei von plastischer Verformung ist. Selbst nachdem das Nickel in und auf dem porösen Körper plattiert ist, kann aus diesem Grund eine präzisere spanende Bearbeitung der Oberfläche des porösen Körpers durch Schleifen oder Läppen durchgeführt werden. Insbesondere wenn für den keramischen Körper Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;), Siliziumnitrid (SiN), Siliziumkarbid (SiC) oder dergleichen als keramisches Material verwendet wird, ist der poröse Körper selbst frei von plastischer Verformung. Daher kann unter Verwendung eines Diamantwerkzeugs eine hochpräzise spanende Bearbeitung bis zu der Schicht, die unter der plattierten Schicht liegt, vorgenommen werden. Die Wirksamkeit der statischen Druckführung, die unmittelbar mit einer Verbesserung der Genauigkeit der spanenden Bearbeitung verbunden ist, kann im Vergleich mit dem herkömmlichen Fall erheblich verbessert werden.
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung der Untersuchungsdaten, die die Eigenschaften eines nickelplattierten porösen Drossellagers wiedergeben. Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, wirkte eine Last auf einen Prüfkörper, der durch Sintern eines ringförmigen porösen Bereichs in einer keramischen Scheibe erhalten wurde, wobei dem porösen Bereich komprimierte Luft zugeführt wurde. Die Lagersteifheit des Prüfkörpers wurde gemessen. Die dimensionslosen Steifheitswerte werden verwendet, um die mit der Lagersteifheit verbundene Funktion zu bewerten. Die Steifheit des Lagers kann in diesem Fall ohne Rücksicht auf die Form und die Abmessungen des Lagers sowie den Zuführungsdruck bewertet werden. Wie aus Fig. 8 deutlich wird, kann das Ni-plattierte poröse Drossellager einen dimensionslosen Steifheitswert von 0.5 haben. Bei der herkömmlichen selbstbildenden Drossel und der Öffnungsdrossel beträgt der maximale dimensionslose Steifheitswert 0.2 bis 0.3. Das poröse Lager gemäß der vorliegenden Erfindung hat daher einen hohen Steifheitswert pro Flächeneinheit.
Entsprechend der oben beschriebenen Ausführungsform werden folgende Wirkungen erreicht:
a) Der Strömungswiderstand des porösen Körpers kann exakt geregelt werden.
b) Sowohl die Oberflächenschicht als auch die Tiefenschicht des porösen Körpers können plattiert werden, und der Regelbereich des Strömungswiderstandes kann durch den Grad der Bildung der plattierten Schicht in der Tiefenschicht erhöht werden.
c) Der poröse Körper kann einen gleichmäßigen Strömungswiderstand aufweisen.
d) Da die Stärke der plattierten Schicht auf der Oberfläche des porösen Körpers gleichmäßig ist, kann die Genauigkeit der spanenden Bearbeitung vor dem Plattieren leicht eingehalten werden, und eine genauere Bearbeitung nach dem Plattieren kann ebenfalls vorgenommen werden.
e) Der poröse Metallkörper kann gegen einen von plastischer verformung freien porösen keramischen Körper ausgetauscht werden.
f) Die Verwendung des porösen keramischen Körpers gestattet eine ultragenaue spanende Bearbeitung der Oberfläche des porösen Körpers.
Die Regelbarkeit des Strömungswiderstandes des porösen Körpers kann erheblich verbessert werden, und dessen Regelbereich kann ebenfalls beträchtlich erweitert werden.
Anders als bei herkömmlichen Regelungsmitteln für den Strömungswiderstand unter Anwendung plastischer Verformung, wobei der poröse Körper eine mangelhafte Reproduzierbarkeit und Produktivität aufweist und eine genauere spanende Bearbeitung nicht durchgeführt werden kann, können durch die vorliegende Erfindung alle herkömmlichen Nachteile beseitigt werden. Darüber hinaus werden mit der vorliegenden Erfindung auch zusätzliche neue Vorteile erzielt, wodurch man eine statische Druckführung erhält, die die Vorteile der porösen Drossel nutzt und eine geringe Strömungsrate und eine hohe Lagersteifheit aufweist. Die Merkmale der statischen Druckführung mit poröser Drossel, die über das Regelungsmittel für den Strömungswiderstand gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt, können bei einem Drehlager, einer Geradführung, einer Vorschubspindel oder dergleichen in einer hochpräzisen Werkzeugmaschine oder Meßvorrichtung, die eine hohe Geschwindigkeit, hohe Steifheit oder hochpräzise Positionierung erfordern, und einer Vorrichtung zur Herstellung elektronischer und optischer Bauelemente oder einer Vorrichtung zur Herstellung von Halbleitern effektiv angewendet werden.
Das der statischen Druckführung zugeführte Fluid ist nicht vorgeschrieben. Der statischen Druckführung kann jedoch ein Gas oder eine Flüssigkeit zugeführt werden.

(Fünfte Ausführungsform)

Fig. 9 bis 12 zeigen eine fünfte Ausführungsform, die eine einachsige Vorschubeinrichtung mit statischem Druck wiedergibt, die aus statischen Druckspindeln nach der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Mit Bezug auf Fig. 9 bezeichnet Bezugszeichen 301 eine Schraubwelle (Schraubenspindelwelle), von der ein Flansch des einen Endes (linke Seite) in einem Axiallager 331 und durch einen Schaft für ein Radiallager 330 abgestützt ist, und deren anderes Ende (rechte Seite) über eine Lagerbuchse 333 durch ein Radiallager 332 getragen ist. Die Bezugszeichen 302 und 302' bezeichnen Mutterngehäuse, in die die statischen Druckmuttern, die zusammen mit der Schraubenspindel 301 die statische Druckspindel gemäß der vorliegenden Erfindung bilden, eingebaut sind. Bei dieser Ausführungsform werden zwei Muttern folgendermaßen vorbereitet. Eine Flanke 9 jedes Gewindeganges in Fig. 4(a) wird versiegelt, um die Flüssigkeit daran zu hindern, aus dem porösen Körper auszufließen. Die beiden Muttern werden über einen Abstandshalter 336 derart miteinander verbunden, daß die rechten und linken versiegelten Oberflächen einander gegenüberliegend angeordnet sind. Eine Doppelmutter-Anordnung ist ein herkömmliches System, das zur Einstellung der Vorlast bei einer Kugelumlaufspindel verwendet wird. Der Abstand zwischen den beiden Muttern kann durch Änderung der Stärke des Abstandshalters 336 eingestellt werden. Ein mit der Schraubenspindel 301 verbundener Gleiter 328 wird durch das Fluidlager, das mittels einer Führung 329 eine statische Druckführung in deren Längsrichtung bildet, geführt. Die Führung 329, eine stationäre seitliche Auflagerplatte 334 und eine tragseitige Auflagerplatte 335 sind auf einer Unterlage 337 angebracht. Das Radiallager 332 wird durch die in Fig. 4(a) gezeigte statische Druckführung gebildet.
Wenn die statische Druck-Leitspindel mit dem drehbeweglichen oder dem linear beweglichen statischen Drucklager zur Bildung einer Vorschubeinrichtung vereinigt wird, ist die Vorschubeinrichtung frei von fester Reibung, und die beweglichen Teile der Einrichtung können auf einfache Weise zusammengebaut werden. Fig. 10(a) und 10(b) geben Versuchsergebnisse wieder, die die ultragenaue Bewegung in der Einrichtung darstellen. Es wird eine geringe Drehung auf die Schraubenspindel durch ein Feinbewegungs-Stellorgan, zum Beispiel ein piezoelektrisches Element, ausgeübt, und die lineare Verschiebung der Schraubenmutter wird gemessen. Fig. 10(a) zeigt ganz speziell eine lineare Verlagerung der Spindelmutter nach einer geringen Drehung der Schraubenspindel, und Fig. 10(b) zeigt eine lineare, schrittweise Verschiebung der Spindelmutter, wenn schrittweise Winkelverschiebungen kontinuierlich auf die Schraubenspindel aufgebracht werden. Wie aus Fig. 10(a) und 10(b) deutlich wird, hat die statische Druck-Leitspindel gemäß der vorliegenden Erfindung eine Bewegungsauflösung in der Größenordnung von Nanometern. Diese Auflösung kann bei einem einer festen Reibung unterworfenen Mechanismus nicht erreicht werden, da der dem Einfluß des Stick-Slip (ruckendes Gleiten) unterliegt, wodurch die große Wirkung der vorliegenden Erfindung zum Ausdruck gebracht wird.
Fig. 11 zeigt Meßergebnisse, bei denen die Verlagerung der Spindelmutter in bezug auf die Schraubenspindel, das heißt eine Änderung des schwimmenden Spaltes, gemessen wurde, wenn eine axiale Last auf die Spindelmutter wirkt, während die Schraubenspindel stationär gehalten wird. Wenn der Außendurchmesser der Schraubenspindel mit 25 mm als praktischem Wert gegeben ist und die Anzahl der Gegengewindegänge pro Mutter 4 beträgt, ist die statische Steifheit (Belastung/Verlagerung) der pneumostatischen Leitspindel höher als 3 kgf/um, wenn Druckluft Ps mit einem Druck von 5 kgf/cm² zugeführt wird. Das wird durch eine Kombination folgender Wirkungen erreicht. Da die Form der statischen Druck- Leitspindel gemäß der vorliegenden Erfindung vereinfacht ist, kann die Genauigkeit der spanenden Bearbeitung verbessert werden. Da der poröse keramische Körper einen durch eine Ni- plattierte Schicht geregelten Strömungswiderstand aufweist, kann pro Flächeneinheit eine hohe Steifheit erreicht werden. Außerdem kann der Schraubenspalt in einer Doppelmutter-Anordnung geregelt werden. Aus den Ergebnissen in Fig. 8 wird deutlich, daß der Steifheitswert durch eine genauere spanende Bearbeitung weiter erhöht werden kann.
Fig. 12 zeigt Untersuchungsergebnisse, die in der Weise erhalten werden, daß eine Dreh-Codiereinrichtung auf der Schraubenspindel angebracht und eine lineare Verlagerung der Spindelmutter durch ein Laser-Interferometer gemessen wird, während die Winkelverlagerung der Schraubwelle gemessen wird, sowie Abweichungen (Steigungsfehler entsprechend JIS B 1192 - 1980, 1980) von den idealen linearen Verschiebungen mit Bezug auf die Winkelverstellungen. Mit Bezug auf Fig. 12 wird eine maximale Veränderung e des Steigungsfehler als ein Maximalwert der Abweichungen von einer rekursiven Linie der kumulativen Steigungsfehler innerhalb der gesamten Spindellänge definiert. Ein Taumelfehler e2π ist als eine maximale Breite eines Steigungsfehlers innerhalb jeder Steigung definiert. Der am meisten störende Faktor bei der Fehlerkorrektur zur Verbesserung der Vorschubgenauigkeit ist der Taumelfehler. Der Taumelfehler bei der statischen Druckspindel gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt 0.2 um oder weniger. Die Steigungsgenauigkeit nach der spanenden Bearbeitung der Spindelmutter betrug bei dem Versuch 2 bis 3 um. Wenn die statische Druck-Leitspindel angewendet wird, kann daher die Steigungsgenauikeit um das Zehnfache oder mehr erhöht werden. Das rührt daher, weil Abweichungen in der Form, der Oberfläche und der Teilung der Bauteile durch den Fluidfilm gemittelt werden, und die Bewegungsgenauigkeit kann verbessert werden. Dieser Effekt wird als Mittelungseffekt bezeichnet. In der obigen Ausführung wird die Spindelmutter mit der Schraubenspindel über acht Gewindergänge verzahnt, wodurch man den oben erwähnten Mittelungseffekt erreicht. Die Schwankung ist eine um 1/10 kleinere Abweichung als die der herkömmlichen Hochpräzisions-Kugelumlaufspindel.
Wenn darüber hinaus, wie in Fig. 9 dargestellt, die statische Druck-Leitspindel mit einer linearen Führung kombiniert ist, kann die lineare Führung durch ebene Bauteile gebildet werden. Die spanende Bearbeitung kann daher mit einer wahren Linearität vorgenommen werden. Da das Gewindeprofil der statischen Druck-Leitspindel rechteckig ist, wirkt kein Auftrieb in radialer Richtung, wodurch man eine Vorschubeinrichtung mit wahrer Linearität erhält. Wenn das Gewindeprofil in eine Trapezform geändert wird, kann eine Selbstzentrierungsfähigkeit erreicht werden. Jedoch ist es schwierig, eine Schraubwelle mit echter Linearität aus der spanenden Bearbeitung der Schraubenspindel zu erhalten. Selbst wenn eine derartige Leitspindel mit einer linearen Führung kombiniert wird, beeinflußt der auf die Spindelmutter wirkende radiale Auftrieb die richtige Linearität der Vorschubeinrichtung nachteilig. Dieser Nachteil kann ausgeschaltet werden, wenn das Gewindeprofil in eine Rechteckform geändert wird.
Wenn die Vorschubeinrichtung unter Anwendung der statischen Druck-Leitspindel gebildet wird, können zusätzlich folgende Effekte erzielt werden.
a) Da eine Vorschubeinrichtung ohne feste Reibung erreicht werden kann, kann eine sehr hohe Vorschubauflösung erzielt werden.
b) Da die Doppelmutter-Anordnung weiterhin zur Einstellung des Schraubenspaltes angewendet werden kann, wird die statische Steifheit der Leitspindel verbessert.
c) Die Vorschubgenauigkeit kann aufgrund des Mittelungsseffekts der Fluidschicht auf das Zehnfache der Bearbeitungsgenauigkeit der Bauteile selbst verbessert werden.
d) Das rechteckförmige Schraubengewinde wird mit der linearen Führung kombiniert, um eine Vorschubeinrichtung mit wahrer Linearität zu erzielen.

Claims

1. Statische Druckleitspindel der Art, bei der eine Schraubenwelle (1) und eine Mutterneinrichtung (3) durch den statischen Druck eines druckbeaufschlagten Fluids, das in einem Spalt (8) zwischen einem Flankenabschnitt (9) der Mutterneinrichtung und einem entsprechend geformten, dem Mutternflankenabschnitt (9) gegenüberliegenden Schraubenabschnitt enthalten ist, relativ zueinander schwimmend angeordnet sind, wobei ein Teil des Flankenabschnitts (9) der Mutterneinrichtung aus einem keramischen porösen Körper (10) gebildet ist und mindestens ein Zuführungsloch (6) in dem keramischen porösen Körper vorgesehen ist, um von der Außenseite der Mutterneinrichtung zur Innenseite des keramischen porösen Körpers (10) eine Verbindung mit Teilen der Flankenabschnitte der Mutterneinrichtung, die mit festem Material versehen sind, herzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische poröse Körperteil des Flankenabschnitts (9) zwischen festen Teilen (3, 3') des Flankenabschnitts angeordnet ist, die zusammengesetzte Teile der Mutterneinrichtung bilden, und daß das Zuführungsloch (6) sich durch ein festes Grundelement (3), das einen koaxialen Kern der Mutterneinrichtung bildet, in den keramischen porösen Körper hinein erstreckt.

2. Statische Druckleitspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde der Spindel die Form eines trapezförmigen Gewindeprofils aufweist (Fig. 1).

3. Statische Druckleitspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde der Spindel die Form eines Vierkantprofils aufweist (Fig. 2,4).

4. Statische Druckleitspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutterneinrichtung zwei Mutternteile (302, 302') und dazwischen ein Distanzstück (336) zur Bildung einer abstandsgeteilten Doppel-Mutter umfaßt.

5. Statische Druckleitspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Flankenabschnitts (9) eine plattierte Schicht (9') umfaßt.

6. Statische Druckleitspindel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die plattierte Schicht (9') eine autokatalytische nickelplattierte Schicht umfaßt.

7. Statische Druckleitspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundelement (3) aus Metall hergestellt ist.

8. Statische Druckleitspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundelement (3) aus keramischem Material hergestellt ist.

9. Ein Verfahren zur Herstellung einer statischen Druckleitspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend die Schritte

a) Herstellen eines Grundelements (13), indem ein poröser, hohler Zylinder (14) zwischen einen inneren und einen äußeren ringförmigem Festkörper (15 bzw. 16) eingefügt wird ,

b) Ausbilden eines Schraubgewindes (17) innerhalb des Grundelements, das sich über die Schicht porösen Materials hinaus erstreckt derart, daß es eine Spitze (3') und Füße umfaßt, wobei sich dazwischen Flanken erstrecken und Teile dieser Flanken von dem porösen Material gebildet sind,

c) Ausbilden eines Zuführungsloches (6) von außerhalb der Mutter bis zum Inneren des porösen Körpers zum Zuführen von druckbeaufschlagtem Fluid in das Innere des porösen Körpers, und

d) Ausbilden eines Austrittsloches (7), das sich bis zum Fuß des Schraubgewindes erstreckt.

10. Ein Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl Zuführungs- (6) und Austrittslöcher (7) gebildet werden.

11. Ein Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß spiralförmige Nuten (4,5) in der äußeren Peripherie der Mutter gebildet werden, um weiter jeweils ein Zuführungsloch (6) mit einem anderen (6) und ein Austrittsloch (7) mit einem anderen (7) zu verbinden.

12. Ein Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubgewinde zur Bildung eines trapezförmigen Profils geformt ist.

13. Ein Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubengewinde zur Bildung eines vierkantprofils geformt ist.

14. Ein Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Flanke eine Plattierung ausgeführt wird.

15. Ein Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Plattierschritt eine autokatalytische Nickelplattierung ausgeführt wird.

16. Ein Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter in ein Mutterngehäuse (2) eingefügt wird, das ein kleines Loch (19) zum Verbinden mit den spiralförmigen Nuten (4, 5) umfaßt.