Wolf, Judith: Berechnung des Einflusses der Läufergestalt auf die Eigenschaften einer planaren Wälzführung

Abstract in German:

In vielen technischen Bereichen wie der Präzisionsmesstechnik und der Halbleitertechnologie sind hochgenaue Führungen notwendig. Aufgrund ihrer Vorteile finden hier vorwiegend aerostatische Präzisionsführungen Anwendung. Der Einsatz dieser Führungen wirft jedoch unter Vakuumbedingungen größere technische Probleme auf, die sich durch die Notwendigkeit der Abführung des Betriebsgases ergeben. Planare Wälzführungen eignen sich im Gegensatz zu aerostatischen Führungen für diesen Einsatzbereich besonders gut, da sie ohne Hilfsmedien auskommen. In dieser Arbeit werden Läuferkonzepte entwickelt und die Beeinflussung der Führungseigenschaften untersucht. Diese Problematik wird mit Hilfe der FE-Methode abstrahiert und simuliert. In einem speziell für diesen Anwendungsfall entwickelten Modell sind alle geometrischen Parameter und deren Gestaltabweichungen berücksichtigt. Im Rahmen dieser Arbeit werden verschiedene Parameter wie Bewegungsbereich, Kugelanzahl sowie Werkstoffe und alle in Bezug stehenden geometrischen Eigenschaften variiert. Es werden Läuferkonzepte basierend auf der berechneten Steifigkeit der Führung, dem Verhältnis Steifigkeit / Läufermasse und den ertragbaren mechanischen Spannungen erstellt und bewertet. Als Ergebnis dieser Arbeit werden Optimierungsproblematiken definiert und Läuferabmessungen optimierter Geometrie für spezielle Anwendungen empfohlen.