Breit, H: Auslegung und Erprobung einer aktiv gelagerten Spi

Ratterschwingungen an Werkzeugmaschinen begrenzen die Zerspanleistung und somit die Produktivität des spanenden Bearbeitungsprozesses. Die aktive Dämpfung der Schwingung kann dieses Problem beheben, wobei durch einen stabilen Bearbeitungsprozeß bei erhöhter Schnittleistung gleichzeitig ein Produktivitätsgewinn erreicht werden kann. Der Entwurf und die Versuche an einem solchen System werden in dieser Arbeit vorgestellt.Dabei wird ein hydraulischer Dreikammerzylinder betrachtet, in dessen Kolben die Spindel einer Fräsmaschine konventionell wälzgelagert ist. Aufgrund der geringen Totvolumina und der großen unter Druck stehenden Flächen weist der hydraulische Antrieb eine Eigenfrequenz auf, die weit oberhalb der Eigenfrequenz der ansteuernden Servoventile liegt. Die Dynamik der Ventile ist somit ausschlaggebend für die Dynamik des gesamten Antriebs.Um das Potential des aktiven Elementes zur Schwingungsdämpfung zu belegen, wird die dynamische Nachgiebigkeit der Werkzeugmaschine ohne das aktive Element derjenigen mit dem aktiven Element gegenübergestellt. Bei diesen Versuchen zeigt sich, daß die aktive Spindellagerung die Fähigkeit besitzt, die dynamische Nachgiebigkeit der Werkzeugmaschine zu verringern.Da die Ventile die Dynamik des Antriebs begrenzen, liegt ein weiterer Schwerpunkt auf der Weiterentwicklung schneller Servoventile sowie der Entwicklung eines piezohybriden Aktuators.