Untersuchung eines vollintegrierten Aktorsystems zur Verringerung von Ratterschwingungen

Autor: Jan Königsberg

ISBN: 978-3-95900-882-2

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2024

Herausgeber der Reihe: Bernd Ponick, Axel Mertens

Band-Nr.: IAL 06/2023

Umfang: 114 Seiten, 64 Abbildungen

Schlagworte: Ratterschwingungen, aktive Dämpfung, HSC-Spindel, elektrische Maschine, asymmetrischer magnetischer Kreis, Lissajous-Figur, axiale Segmentierung

Kurzfassung: Das Auftreten von Ratterschwingungen in der spanenden Metallbearbeitung ist stets unerwünscht. Dem Ziel einer möglichst schnellen und hochwertigen Bearbeitung eines Werkstücks stehen wechselnde Werkzeuge, Materialien und Werkstücksgeometrien entgegen. Mithilfe von aktiven Dämpfungssystemen können Schwingungen auch bei Veränderungen des Gesamtsystems gedämpft werden. Für eine möglichst hohe Kompatibilität mit vorhandenen Werkzeugmaschinen wird in dieser Arbeit ein elektromagnetisches Dämpfungssystem untersucht, welches vollständig in einer Hauptspindel integriert ist. Die Nuten des Stators beinhalten zwei unabhängige Wicklungen für den Antrieb und für die Schwingungsdämpfung. Beide Wicklungen verwenden den gleichen magnetischen Kreis.
Der Fokus der Arbeit liegt auf der Dimensionierung und der Funktionsweise der Dämpfungswicklung. Die simulativ mittels Finite-Elemente-Methode berechneten Dämpfungskräfte werden anhand eines Demonstrators in einer Fräsmaschine untersucht.