DE60200779T2

DE60200779T2 - Linearführungsapparat

Info

Publication number: DE60200779T2
Application number: DE60200779T
Authority: DE
Inventors: Soichiro Hanyu-shi Kato; Masaru Maebashi-shi Akiyama
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2022-09-21
Also published as: US7243563B2; DE60214363D1; EP1387107A1; DE60214363T2; EP1296080A1; EP1296080B1; JP2003097552A; US20030062227A1; DE20221465U1; EP1387107B1; DE60200779D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reibungsausübeinrichtung, die Gleitbauteile entlang von Kontaktbauteilen wie Führungsschienen bewegt und eine Reibung erzeugt, indem die Gleitbauteile an die Kontaktbauteile gedrückt werden, und betrifft ein Linearführungsgerät mit einer solchen Reibungsausübeinrichtung.
Bei einem beweglichen Tisch, der in einem Maschinenwerkzeug oder einer Industriemaschine eingebaut ist und welcher sich mit relativ hoher Geschwindigkeit durch Kugelumlaufspindeln oder Linearmotore bewegt, wird eine Linearführungseinrichtung oder -apparat zur Führung dieser Bewegung verwendet.
Diese Art von linearer Führungseinrichtung weist eine Führungsschiene auf, die sich in einer Richtung erstreckt, und einen Schlitten, der in Kombination mit der Führungsschiene beweglich ist. Der Schlitten ist mit dem beweglichen Tisch montiert, so dass der bewegliche Tisch sich entlang der Führungsschiene zusammen mit dem Schlitten bewegt.
Die Führungsschiene weist an ihrer Außenseite Rollnuten für Rollelemente auf. Der Schlitten hat an seinen Innenflächen Rollnuten für die Rollelemente, wobei diese entsprechend gegenüberliegend zu den Rollnuten der Führungsschiene angeordnet sind. Die Vielzahl der Rollelemente, wie Kugeln, sind drehbar zwischen den Rollnuten der Schiene und des Schlittens angeordnet, so dass die Kugeln zwischen diesen zirkulieren als Ergebnis der Bewegung des Schlittens relativ zur Führungsschiene.
Der oben genannte Linearführungsapparat ist mit der Reibungsausübeinrichtung zur Erhöhung der Dämpfung (Festigkeit) des beweglichen Tisches ausgebildet. Die Reibungsausübeinrichtung umfasst die Gleitbauteile, die gegenüberliegend zu Außenflächen der Führungsschiene als Kontaktbauteil vorgesehen sind, und Anpresseinheiten zum Drücken der Gleitbauteile gegen die Führungsschiene. Die Gleitbauteile bewegen sich entlang der Führungsschiene zusammen mit dem beweglichen Tisch.
Bei einer Erhöhung der Dämpfung des beweglichen Tisches wird das Gleitbauteil durch die Anpresseinheit an die Führungsschiene gedrückt und aufgrund der Reibungskraft durch das Anpressen wird eine Vibration des beweglichen Tisches gedämpft und damit die Festigkeit erhöht.
Für die Gleitbauteile des Reibungsausübapparats werden im allgemeinen Metalle aus gesinteten Legierungen, aus Eisenguss oder der Kupfergruppe verwendet und im Hinblick auf die Abnutzungsfestigkeit werden Materialien von harter Qualität ausgewählt.
Allerdings hat ein hartes Material gewöhnlich einen hohen Elastizitätsmodul und daher ist es beim Anpressen des Gleitbauteils an die Führungsschiene schwierig, gleichmäßig eine Kontaktfläche des Gleitbauteils an die Führungsschiene anzudrücken und tatsächlich hat ein seitlicher Teil der Kontaktfläche einen partiell hohen Druck und ist früher abgenutzt, wodurch sich die Lebensdauer des Reibungsausübapparats verkürzt. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass abgetragener Staub der Führungsschiene oder des Gleitbauteils in den Linearführungsapparat eindringt und ein Hindernis bei der Funktion des Linearführungsapparates bildet.
Ein Linearführungsapparat dieser Art ist beispielsweise aus der US 2001-1016087 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist ein Bremsbauteil mit einem elastisch deformierbaren Gelenkabschnitt vorgesehen. Durch Deformation des Gelenkabschnitts kann die gesamte Fläche des Bremsbauteils die Seitenflächen einer Führungsschiene kontaktieren. Allerdings hat ein solcher Gelenkabschnitt gewisse Nachteile. Er ist nicht nur schwierig herzustellen, sondern auch durch konstante Deformation des Gelenkabschnitts wächst das Risiko eines Bruches des Bremsbauteils am Gelenkabschnitt. Weiterhin wird weder das Bremsbauteil die Führungsschiene auf nur einer Seite kontaktieren, falls der Gelenkabschnitt nicht über einen ausreichend großen Winkel verformt wird, wodurch sich auf dieser Seite eine hohe Abtragungsrate ergibt.
Die Erfindung erfolgte im Hinblick auf diese Nachteile und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reibungsausübeinrichtung und einen Linearführungsapparat bereitzustellen, bei denen ein gleichmäßiger Kontakt der gesamten Kontaktfläche der Gleitbauteile mit den kontaktierten Bauteilen stattfindet, um dadurch die Abnutzung im Gleitbauteil und im kontaktierten Bauteil zu vermindern und eine entsprechende Reibungskraft und Genauigkeit aufrecht zu erhalten.
Diese Aufgabe wird durch eine Reibungsausübeinrichtung gemäß vorliegender Erfindung gelöst, welche aufweist:
ein entlang eines kontaktierten Bauteils beweglichen Gleitbauteils, und
ein Andrückbauteil zum Andrücken des Gleitbauteils gegen die kontaktierten Bauteile zur Erzeugung einer Reibung zwischen diesen, wobei zumindest ein Abschnitt des Gleitbauteils, das in Reibungskontakt mit dem kontaktierten Bauteil steht, aus einem Material hergestellt ist, welches ein Elastizitätsmodul von 5000 MPa oder weniger und eine Vickers-Härte von 400 oder mehr aufweist.
Weiterhin kann die Aufgabe durch einen Linearführungsapparat mit der oben beschriebenen Reibungsausübeinrichtung gemäß vorliegender Erfindung gelöst werden.
Es zeigen:
1: eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels vorliegender Erfindung;
2: eine Vorderansicht der Reibungsausübeinrichtung bei dem Ausführungsbeispiel nach 1;
3: eine Draufsicht auf die Reibungsausübeinrichtung teilweise geschnitten;
4: einen Graphen zur Darstellung der Abhängigkeit zwischen Gleitdistanzen und Abtragungsmengen der Gleitbauteile;
5A und 5B: Graphen zur Darstellung der Abhängigkeit zwischen Andrückkraft und Abtragungskraft der Gleitbauteile;
6A und 6B: Graphen zur Darstellung der Abhängigkeit zwischen Zuführraten und Reibungskoeffizienten der Gleitbauteile, und
7A1 bis 7A3 und 7B1 bis 7B3: modifizierte Beispiele der Gleitbauteile mit insbesondere Vorderansichten der Gleitbauteile in 7A1, 7A2 und 7A3 und Querschnittsansichten der Gleitbauteile in 7B1, 7B2 und 7B3.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele vorliegender Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert.
1 zeigt einen Aufbau zur Gleitbewegung eines beweglichen Tisches 2 durch einen Linearführungsapparat 1, welcher Führungsschienen 3 als kontaktierte Bauteile und Gleitbauteile 4 umfasst.
Die Führungsschienen 3 erstrecken sich in einer Richtung und zwar paarweise und parallel zueinander. Die Führungsschienen 3 sind auf ihren Außenseiten mit einem Schmiermittel wie Fett versehen. Jede der Führungsschienen 3 ist auf einem Bett 9 montiert, welches beispielsweise auf einem Untergrund installiert ist, und ist an Innenseiten mit Rollnuten 8 versehen, die sich in Längsrichtung erstrecken und einen bogenförmigen Querschnitt aufweisen.
Die Gleitbauteile 4 sind paarweise gekoppelt entlang der Führungsschienen 3 und im Abstand zueinander angeordnet, wobei jedes der Gleitbauteile in Längsrichtung der Führungsschiene 3 beweglich ist. Der bewegliche Tisch 2 ist auf den Gleitbauteilen 4 montiert.
Jedes der Gleitbauteile 4 weist auf seinen Innenflächen Rollnuten (nicht dargestellt) auf, die entsprechend gegenüberliegend zur jeweiligen Rollnut 8 angeordnet sind, die auf Außenflächen einer jeden Führungsschiene ausgebildet ist. Zwischen den Rollnuten einer jeden Führungsschiene und eines jeden Gleitbauteils 4 sind viele Kugeln (nicht dargestellt) als Rollelemente aus Stahl oder Keramik drehbar angeordnet.
Diese Kugeln zirkulieren während ihres Rollens in einem zwischen den Rollnuten von jeder Führungsschiene und jedem Gleitbauteil 4 ausgebildeten Raum entsprechend zur Bewegung der Gleitbauteile 4 relativ zu den Führungsschienen 3, wodurch die Gleitbauteile 4 und der Tisch 2 sich gleichmäßig in Längsrichtung der Führungsschienen 3 bewegen.
Der bewegliche Tisch 2 wird durch einen Antriebsmechanismus 5 angetrieben, der eine Schraubwelle 10, eine Kugelmutter 11 und einen Motor 12 als Antriebsquelle aufweist. Die Schraubwelle 10 hat eine Schraubnut 9 auf ihrer Außenumfangsfläche und ist drehbar auf dem Bett 9 angebracht und erstreckt sich entlang der Führungsschiene 3. Die Kugelmutter 11 ist mit der Schraubwelle 10 über viele Kugeln als Rollelemente verschraubt und ist an dem Tisch 2 angeordnet.
Der Motor 12 ist am Bett 9 zum Drehen der Schraubwelle 10 vorgesehen, um den Tisch 2 über die Kugelmutter 11 mit vorgegebener Geschwindigkeit entlang der Führungsschienen 3 zu bewegen.
Der bewegliche Tisch 2 ist mit den Reibungsausübeinheiten 6 versehen, die zwischen einem Paar von Gleitbauteilen 4 angeordnet sind. Die Reibungsausübeinheiten 6 bewegen sich in Längsrichtung der Führungsschienen 3 zusammen mit dem beweglichen Tisch 2.
Jede der Reibungsausübeinheiten 6 ist, siehe 2 und 3, mit einem Einheitshauptkörper 15, einem Gleitbauteil 16 und einem Hydraulikzylinder 17 als Andrückeinheit ausgebildet. Der Einheitshauptkörper 15 ist mit der Führungsschiene 3 gekoppelt, wobei er sich über diese erstreckt, und ist mit dem beweglichen Tisch 2 verbunden.
Der Einheitshauptkörper 15 weist zwei Böden 15a getrennt an gegenüberliegenden Seiten 3a der Führungsschiene 3 auf und ist mit den Gleitbauteilen 16 über Halteeinrichtungen 16a an Innenseiten beider Böden 15a versehen. Die Gleitbauteile 16 sind gegenüberliegend beiden Seiten 3a der Führungsschienen 3 vorgesehen und sind in Richtung der Seiten 3a der Führungsschienen 3 zusammen mit Halteeinrichtungen 16a beweglich gelagert.
Der Hydraulikzylinder 17 ist in beiden Böden 15a des Einheitshauptkörpers 15 so vorgesehen, dass die entsprechenden Gleitbauteile 16 auf beide Seitenflächen 3a der Führungsschienen 3 andrückbar sind.
Jeder der Hydraulikzylinder 17 weist ein Zylinderbauteil 18 auf, das den Boden 15a des Einheitshauptkörpers 15 durchsetzt, ein Abdeckungsbauteil 19, das eine äußere Öffnung des Zylinderbauteils 18 abdeckt, und ein Kolbenbauteil 20, das verschieblich in den Zylinderbauteil 18 montiert ist.
Es ist ein erster Ölraum 21a zwischen dem Kolbenbauteil 20 und dem Abdeckbauteil 19 und ein zweiter Ölraum 21b zwischen dem Kolbenbauteil 20 und dem Zylinderbauteil 18 vorgesehen. Ein Drucköl wird selektiv durch eine Ölzufuhreinheit 23 nach 1 dem ersten oder zweiten Ölraum 21a, 21b zugeführt.
Wird Öl dem ersten Ölraum 21a zugeführt, nähert sich Kolbenbauteil 20 aufgrund des entsprechenden Drucks der Seite 3a der Führungsschienen 3 und wird Öl dem zweiten Ölraum 21b zugeführt, trennt sich Kolbenbauteil 20 aufgrund des entsprechenden Drucks von der Seite 3a der Führungsschienen 3.
Kolbenbauteil 20 steht an einem Ende von dem Zylinderbauteil 18 vor, wobei an der vorstehenden Endfläche ein Futter 24 mit einem tellerförmigen Querschnitt als Druckdetektor ausgebildet ist. Ein rechteckiger Träger 25 ist über Bolzen 26 für eine Öffnung des Futters 24 angeordnet und ist im Inneren mit einem Zugmesser 27 als Detektor ausgerüstet. Eine Schraubachse 30 durchsetzt eine Gewindebohrung eines Halters 16a und ist mit ihrem Ende mit einer Mutter 31 verschraubt. Die Schraubachse 30 ist an dem Halter 16a durch Befestigen der Mutter 31 gesichert. Die Schraubachse 30 ist an einem Ende mit einem vorstehenden Abschnitt 30a ausgebildet, mit dem eine Außenseite des Trägers 25 in Kontakt ist.
Zwischen dem Boden 15a des Einheitshauptkörpers 15 und dem Halter 16a, der das Gleitbauteil 16 hält, ist eine Blattfeder 32 als Halteinstrument vorgesehen, und das Gleitbauteil 16 ist durch die Blattfeder 32 relativ zum Boden 15a des Einheitshauptkörpers 15 zusammen mit dem Halter 16a gelagert.
Der Halter 16a und das Gleitbauteil 16 werden durch die Blattfeder 32 elastisch in einer Trennrichtung bezüglich der Seite 3a der Führungsschienen 3 vorbelastet. Die Blattfeder 32 ist an ihrer einen Seite im Wesentlichen parallel zur Seite 3a der Führungsschienen 3 angeordnet. Der Halter 16a und das Gleitbauteil 16 werden mit hoher Festigkeit in Richtungen unterschiedlich zur Trennrichtung von der Seite 3a der Führungsschienen 3 gelagert, das heißt in Längsrichtung und Vertikalrichtung.
Der Einheitshauptkörper 15 ist mit einem Paar erster und zweiter Ölzuführungen 35a, 35b vorgesehen, mit denen Hydraulikleitungen 23a, 23b einer Hydraulikölversorgung 23 nach 1 verbunden sind.
Wenn Öl von der Hydraulikölversorgung 23 durch eine Hydraulikleitung 23a im ersten Ölraum 21a zugeführt wird, bewegt sich das Kolbenbauteil 20 aufgrund des Hydraulikdrucks in einer Richtung, in der es sich den Seiten 3a der Führungsschienen 3 annähert. Wenn Öl den zweiten Ölraum 21d durch die andere Hydraulikleitung 23b zugeführt wird, bewegt sich das Kolbenbauteil 20 in einer Richtung, in der sich diese von der Seite aufgrund des Hydraulikdrucks trennt.
Anfänglich, wenn Öl den ersten Ölraum 21a zugeführt wird, wird das in dem zweiten Ölraum 21b verbliebene Öl über einen Abgabepfad (nicht dargestellt) abgegeben, und wenn das Öl dem zweiten Ölraum 21b zugeführt wird, wird in dem ersten Ölraum 21a verbliebenes Öl über einen Abgabepfad (nicht dargestellt) abgegeben.
Eine Steuervorrichtung 7 nach 1 ist eine aritmetische Verarbeitungseinheit (APU) zur Steuerung des Motors 12 des Antriebsmechanismus, der Zuführrat des beweglichen Tisches 2, der Hydraulikölversorgung 23 und der Bewegung des Kolbenbauteils 20 des Hydraulikzylinders 17.
Bewegt sich das Kolbenbauteil 20 des Hydraulikzylinders 17 zurück in Trennrichtung von der Seite 3a der Führungsschienen 3, wird das Gleitbauteil 16 durch die Elastizität der Blattfedern 32 im Nichtandrückzustand an die Seite 3a der Führungsschienen 3 getragen. Folglich wird unter dieser Bedingung die Verantwortung der Bewegung des beweglichen Tisches 2 angetrieben durch die Antriebseinheit 5 bevorzugt aufrecht erhalten.
Wenn ausgehend von diesem Zustand Öl durch die Hydraulikölversorgung 23 in den ersten Ölraum 21a des Hydraulikzylinders 17 durch die Hydraulikleitung 23a zugeführt wird, bewegt sich das Kolbenbauteil 20 aufgrund des Hydraulikdrucks in einer Richtung, in der es sich Seiten 3a der Führungsschienen 3 annähert. Zusammen mit dieser Bewegung und über den Träger 25 wird das Gleitbauteil 16 gegen die Elastizität der Blattfeder 32 gedrückt. Durch diese Druckkraft wird das Gleitbauteil 16 an Seitenflächen 3a der Führungsschienen 3 gedrückt und während dieser Periode wird Reibungskraft erzeugt. Durch diese Reibungskraft steigt die Dämpfung (Festigkeit) des beweglichen Tisches 2. Die Reibungskraft des Gleitbauteils 16 wird zur Steuerung der Hydraulikölversorgung 23 über die Steuervorrichtung 7 kontrolliert.
Wird das Gleitbauteil) 16 über Träger 25 gedrückt, ergibt sich eine Spannung im Träger 25 entsprechend zur Andrückkraft. Eine Vergrößerung der Spannung wird durch den Spannungsmesser 27 erfasst und ein Erfassungssignal von diesem an die Steuervorrichtung 7 übermittelt.
Es werden nämlich die Vergrößerung der Andrückkraft bezüglich des Gleitbauteils 16 und der Zeitablauf der Drucktätigkeit exakt von dem Spannungsmesser 27 erfasst und die entsprechenden Daten zurück zur Steuervorrichtung 7 geführt, wodurch eine Steuerung der Reibungskraft des Gleitbauteils 16 mit hoher Präzision möglich ist. Als ein Gerät zur Anzeige der Andrückkraft des Gleitbauteils 16 kann eine Druckzelle als Ersatz für den Zugmesser verwendet werden.
Wenn Öl von der Hydraulikölquelle 23b dem zweiten Ölraum 21b des Hydraulikzylinders 17 über Hydraulikleitung 23b zugeführt wird, zieht sich Kolbenbauteil 20 in einer Richtung zurück, in der es sich von der Seite 3a der Führungsschienen 3 trennt und im Zusammenhang mit diesem Rückzug wird die Druckkraft auf das Gleitbauteil 16 abgebaut. Zusammen mit diesem Abbau wird das Gleitbauteil 16 durch die Elastizität der Blattfedern 32 im Nichtandrückzustand auf die Seite 3a der Führungsschienen getragen und die Reibungskraft zwischen Gleitbauteil 16 und Führungsschienen 3 wird vermindert. Die Abhängigkeit der Bewegung des beweglichen Tisches 2 angetrieben durch Antriebseinheit 5 wird bevorzugt aufrecht erhalten.
Kolbenbenbauteil 20 wird durch die Blattfedern 32 gelagert, um keinen Widerstand in Andruckrichtung zu erhalten, sondern zum Aufrechterhalten einer hohen Steifigkeit in Bewegungsrichtung der Reibungsausübeinrichtung 6.
Gleitbauteil 16 ist aus einem harten porösen Kohlenstoffmaterial gebildet, wie einer porösen Keramik. Das harte poröse Kohlenstoffmaterial ist durch Imprägnieren von Phenolharz in einem Kohlenstoffmaterial auf pflanzlicher Basis hergestellt, wobei ein solches Material entfettete Reiskleie ist, die in eine vorgegebene Form geknetet, der geformte Körper getrocknet und durch Backen bei über 800°C in einer Stickstoffatmosphäre verkohlt wird.
Das harte poröse Kohlenstoffmaterial zeichnet sich durch eine Vickershärte von 400 oder mehr und durch einen Abtragungswiderstand nahezu gleich dem von Stahl aus und einem Elastizitätsmodul von 5000 MPa, geringer als dem eines Metalls, aus.
Wird das Gleitbauteil 16 aus diesem harten porösen Kohlenstoffmaterial in Kontakt mit Seitenflächen 3a der Führungsschienen 3 über Kolbenbauteil 20 angedrückt, wird die Kontaktseite der Seitenfläche 3a des Gleitbauteils 16 moderat und elastisch deformiert. Die gesamte Kontaktfläche ist gleichmäßig in Kontakt mit der Seitenfläche, so dass eine partielle Abtragung vom Gleitbauteil 16 verhindert ist.
Daher können Kontaktbauteile 16 und Führungsschienen 3 an einer Abtragung oder Beschädigung über eine lange Zeitdauer gehindert werden und die Lebensdauer kann erhöht werden, da die Reibungsausübvorrichtung und folglich die Abnutzung einer Beschädigung vermindert werden kann. Die Linearführung wird an einer Verminderung der Genauigkeit für eine lange Zeit gehindert, wodurch diese eine hohe Genauigkeit bei ihrer Linearführungsfunktion beibehält. Weiterhin kann abgetragenes Pulver kontrolliert werden, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, Verschlechterungen der Funktion der Linearführung zu vermeiden.
4 betrifft die Dauerhaftigkeit des Gleitbauteils aus dem harten porösen Kohlenstoffmaterial und zeigt ausgewertete Ergebnisse von Tests im Vergleich zu Gleitbauteilen aus anderen Materialien. Vergleichsmaterialien sind PEEK (Polyetheretherketon), glasfaserverstärktes PTFE (PTFE + GF), superhohe Polymer Polyethylene (HDPE) und ein Material mit einer PUM imprägnierten Oberfläche in poröser Bronze.
Bei dem Test wurde der Abtragungsbetrag (μm) des Gleitbauteils relativ zur Gleitentfernung gemessen. Die Bedingungen waren:
Bewegungsrate des Gleitbauteils: 24 m/min
Kontaktseitendruck des Gleitbauteils: 3.5 MPa
Bewegungshub des Gleitbauteils: 425 mm
Schmiermittel: Lithium basierendes Fett.
Nach 4 ergibt sich, dass das Gleitbauteil aus dem harten porösen Kohlenstoffmaterial erheblich die Abtragungsmenge im Vergleich zu den Gleitbauteilen der anderen Materialien vermindert.
Es wird angenommen, dass üblicherweise im Falle eines Gleitbauteils aus allgemein hochpolymeren Material eine Variierung des Reibungskoeffizienten zur Bewegungsrate (Geschwindigkeit der Bewegung entlang des Kontaktbauteils) 15% überschreitet und die Veränderungen der Reibungskraft beim Andrücken des Reibungsbauteils zur Erhöhung der Dämpfung, als Störung bei einem Drucksteuergerät wirkt und einen nachteiligen Einfluss auf beispielsweise die Positionierung hat.
Die Zuführraten der Gleitbauteile wurden verschiedentlich geändert. Die Ergebnisse der Messung der Beziehung zwischen der Andrückkraft und der Reibungskraft bei jeder Zuführrate sind in den 5A und 5B dargestellt.
5A zeigt einen Fall, bei dem die Materialien der Gleitbauteile PEEK (Polyetheretherketon) sind und 5B zeigt einen Fall, bei dem die Materialien hartes poröses Kohlenstoffmaterial sind. 6A und 6B zeigen gemessene Ergebnisse berechnet in Abhängigkeit vom Reibungskoeffizienten und den Zuführraten und 6A in einem solchen Fall, bei dem die Materialien der Gleitbauteile PEEK (Polyetheretherketon) sind und 6B, einen Fall, bei dem die Materialien harte poröse Kohlenstoffmaterialien sind.
Wie in diesen Figuren ersichtlich, ist im Fall des Materials des Gleitbauteils die Veränderung des Reibungskoeffizienten aufgrund der Veränderung der Zuführrate geringer als 10% und die Einflüsse durch die Veränderung der Zuführrate sind kaum sichtbar, wodurch man die bevorzugte Stabilität des Reibungskoeffizienten erkennt.
Die Lebensdauern der Maschinenwerkzeuge sind unterschiedlich abhängig von der Verwendung und betragen im allgemeinen zwischen 5000 und 10000 km. Um die Reibungslebensdauer bei solchen Distanzen weiter zu behalten, ist es wünschenswert, dass der Flächendruck des Gleitbauteils 0,1 bis 4 MPa ist, dass die spezifische Abtragungsmenge bei diesem Flächendruck 5*10^–7 bis 2*10^–5 mm³/N*km oder niedriger ist. Tabelle 1 zeigt die spezifischen Abtragungsmengen des harten porösen Kohlenstoffmaterials und anderer Materialien und es ist ebenfalls ersichtlich, dass das harte poröse Kohlenstoffmaterial diese Bedingungen erfüllt.
Tabelle 1
Bezüglich des Gleitbauteils, nicht beschränkt auf den Teil, in dem der Gesamtkörper aus dem harten porösen Kohlenstoffmaterial gebildet ist, kann auch nur der Abschnitt, der das Kontaktbauteil kontaktiert, aus der porösen Keramik gebildet sein, wie dem harten porösen Kohlenstoffmaterial, und andere Teile können aus anderen Materialien gefertigt sein.
Unter Berücksichtigung der Verbesserung des Abtragungswiderstandes oder der Stabilität des Reibungskoeffizienten besteht die Möglichkeit, V-förmige Nuten (a) auf der das Kontaktbauteil des Gleitbauteils kontaktierenden Fläche nach 7A-1 und 7B-1 oder eine Vielzahl von eindruckähnlichen kleinen Konkaven (b) gleichmäßigen Vertie fungen nach 7A-2 und 7B-2 oder andererseits eine Vielzahl von kleinen halbkugelförmigen konvexen (c) Vorsprüngen nach 7A-3 und 7B-3 zu bilden.
Weiterhin ist es zur Justierung des Reibungskoeffizienten ausreichend, dass zwei oder mehr Materialien zur Bildung des Gleitbauteils kombiniert werden, wie beispielsweise das harte poröse Kohlenstoffmaterial als poröse Keramik in dem PEEK-Material.
Gemäß der Erfindung wie oben erläutert, ist eine Verminderung der Abtragung der Gleitbauteile und der Kontaktbauteile möglich, wobei der Kontaktseitenandruck der Gleitbauteile an die Kontaktbauteile gleichmäßig aufrechterhalten wird, wodurch die Dauerhaftigkeit erhöht und die Genauigkeit angemessen aufrecht erhalten werden kann.
Im Vorangehenden wurde ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Allerdings ist es offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen ohne Verlassen des Stützumfangs möglich sind.

Claims

Vorrichtung (6) zur Ausübung von Reibung mit: einem Gleitbauteil (4), welches entlang eines Kontaktbauteils (3) beweglich ist, und einem Andrückbauteil, welches das Gleitbauteil (4) gegen das Kontaktbauteil (3) so drückt, dass eine Reibung zwischen beiden erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt (16) des Gleitbauteils, welcher in Reibungskontakt mit dem Kontaktbauteil gebracht ist, aus einem Material mit einem Elastizitätsmodul von 5000 MPa oder weniger und einer Vickers-Härte von 400 oder mehr hergestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Material eine poröse Keramik ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die poröse Keramik eine hartes, poröses Kohlenstoffmaterial ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei diese weiterhin aufweist: ein Justierbauteil (20) zur Justierung einer Andrückkraft des Andrückbauteils, die auf das Gleitbauteil (4) gegen das Kontaktbauteil (3) ausübbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der gesamte Abschnitt aus dem Material hergestellt ist.
Ein Linearführungsapparat mit einer Vorrichtung (6) zur Ausübung von Reibung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.