Zur Gestaltung von Gleitlinearführungen und Gewindetrieben aus Faser-Kunststoff-Verbunden

In dieser Arbeit wird das Potenzial von Gleitlinearführungen, Trapez- und Kugelgewindetrieben aus Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) aufgezeigt. Der Einstieg erfolgt mit dem Stand der Technik zu Führungen im Werkzeugmaschinenbau und einer Patentrecherche zu FKV-Komponenten. Im Anschluss wird auf die Tribologie im Allgemeinen sowie auf die Besonderheiten der Tribologie von FKV eingegangen und diese ausführlich diskutiert. Durch die umfangreiche Literaturrecherche wurde eine detaillierte Zusammenfassung verschiedenster Reib- und Verschleißwerte von FKV samt Angabe des tribologischen Systems zusammengetragen und für den künftigen Anwender im Anhang beigefügt. Um die benötigten tribologischen Kennwerte für die gewählten Führungskomponenten zu ermitteln, wurde ein Reib-Verschleiß-Prüfstand konstruiert. Mit diesem wurden umfangreiche Versuchsreihen zur Ermittlung von Reib- und Verschleißwerten von FKV unter flächiger und punktförmiger Belastung durchgeführt. Aufbauend auf den gewonnenen Ergebnissen wurde im Anschluss eine T-Profil Gleitlinearführung, ein Trapez- sowie ein Kugelgewindetrieb aus FKV analytisch, numerisch und experimentell untersucht. Im Vergleich zu den gegenwärtigen Standardlösungen aus Stahl konnten erhebliche leichtbauspezifische Vorteile erzielt werden.