Entwicklung eines thermisch robusten und trägheitsarmen Hybrid-Gewindetriebs

Abstract

Die dynamische Leistungsfähigkeit moderner Produktionssysteme wird wesentlich durch das dynamisch-mechatronische Verhalten der Vorschubachsen bestimmt. Bei einem Großteil der Vorschubachsen kommen als zentrales mechanisches Übertragungselement Kugelgewindetriebe zur Übersetzung der rotatorischen Bewegung der Antriebe in die translatorische Bewegung der Strukturelemente zum Einsatz. In der Veröffentlichung wird die Entwicklung eines neuartigen, thermisch robusten und trägheitsarmen Hybrid-Gewindetriebs für hochdynamische Werkzeugmaschinen beschrieben. Basierend auf Analysen zu den Effekten und dynamischen Grenzen elektromechanischer Vorschubachsen in spanenden Werkzeugmaschinen wird der prinzipielle Aufbau eines Hybride-Gewindetriebes auf Basis eines kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffkerns inklusive des Verfahrens zur Herstellung dieses Gewindetriebes vorgestellt. Durch eine nahezu neutralisierte thermische Dehnung dieses Hybrid-Gewindetriebes inklusive reduzierter rotatorischer Trägheiten können die Einsatzgrenzen von Fest-Fest-Lagerungen erweitert werden. Damit lässt sich die Dynamik rotatorischer Vorschubsachsen - und die Produktivität der Werkzeugmaschine insgesamt - nachhaltig steigern