F & E

Teilnahme am Arbeitskreis „Einfluss der Aufstellung auf das dynamische Verhalten von Werkzeugmaschinen“ an der RWTH Aachen, 2004-2007

Systematische Erforschung des statischen und dynamischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen in Abhängigkeit von den Aufstellbedingungen.

Motivation

  • Unsicherheiten in der Entwicklung über den Einfluss der Aufstellung auf das dynamische Maschinenverhalten
     
  • Wechselwirkungen zwischen Aufstellschwingungen und Antriebsregelkreisen wurden bisher nicht systematisch erforscht
     
  • Katalogwerte reichen für die Berechnung des Maschinenverhaltens nicht aus


Zielsetzung

  • Systematische Erforschung des statischen und dynamischen Verhaltens in Abhängigkeit von den Aufstellbedingungen
     
  • Kennwerte für die Aufstellelemente zur Vorausberechnung des Maschinenverhaltens
     
  • Methoden und Werkzeuge zur Auslegung der Fundamentierung

 

Am  WZL  der  RWTH  Aachen  durchgeführte  Forschungsarbeiten  haben  gezeigt,  dass neben  den  Eigenschaften  der  mechanischen  Struktur  und  der  Antriebsregelung  auch die   Fundamentierung   einer   Werkzeugmaschine   maßgeblichen    Einfluss   auf   das statische   und  dynamische   Verhalten   des   Gesamtsystems   hat.  


Abb. Quelle WZL RWTH Aachen

Abb. Quelle: R.Meidlinger Einfluss der Aufstellung auf das dynamische Verhalten von Werkzeugmaschinen, Band 7/2008

Weitere Informationen auf Anfrage: u.schuerrle@isoloc.com .

 

Teilnahme am ZIM-Projekt "Aktiwa - Reduzierung der Schwingwegamplituden von Druckwalzen in Flexodruckmaschinen" | 2013 - 2016

Motivation und Ziel


Bei Flexodruckmaschinen kommt es immer wieder vor, dass die Druckbilder verschmiert oder partiell weiß sind, weil die Druckwalze zu große, oft gegenphasige Schwingwegamplituden zwischen der Druckwalze (DW) und dem Gegendruckzylinder (GGZ) bzw. und der Rasterwalze (RW) beim Druckvorgang entstehen.
Die Hauptursache der Druckstörung wird auf den Kanalschlag (schlagartige Änderung der Druckmotivhöhe beim Abrollen der Druckwalze auf GGZ bzw. auf der RW.) zurückgeführt.


Das Ziel war die Reduzierung der Schwingwegamplituden der Druckwalze aus der 1. Biegeeigenform durch den Einsatz von regelbaren Schwingungstilgern in der Druckwalzenmitte um mindestens 10 µm bzw. für alle Druckmotive auf maximal 5 µm, so dass eine sichtbare Verbesserung der Druckbilder erreicht wird.


Abb.: isoloc regelbare Schwingungstilger (3x)
Quelle: isoloc Schwingungstechnik GmbH


Abb.: Messung an einer Druckwalze mit/ohne isoloc Schwingungstilger
Quelle: ifw Hannover

Abb.: Messergebnisse innerhalb einer Flexo-Druckmaschine an einer Druckwalze, mit/ohne isoloc Aufstellelemente
Quelle: ifw Hannover

Forschungsvorhaben "Elastomergedämpfter Kreissägeflansch", zusammen mit dem Fraunhofer IPA, 2015-2017(2019)

Das Schwingungsverhalten von Kreissägewerkzeugen beeinflusst maßgeblich die Schnittfugenbreite, Schnittqualität und Geräuschemission beim Sägen.

Das Fraunhofer IPA und die isoloc Schwingungstechnik GmbH untersuchten daher die Möglichkeiten zur Schwingungsreduzierung durch das Einbinden schwingungsdämpfender Elastomere im Bereich der Flanscheinspannung.

Zusammenfassung und Ausblick

Das Einbringen von Dämpfungsschichten in Spannflanschen birgt für das Sägen erhebliches Potenzial. Für einen Werkzeugdurchmesser von 350 mm wurde eine Halbierung der Betriebsschwingung im Randbereich des Sägeblatts nachgewiesen. Diese Reduzierung ließ sich für drei Drehzahlen belegen. Auch Messungen des Abklingverhaltens und eine Betrachtung modaler Dämpfungsgrade erbrachten durchweg Minderungen beim Schwingungsverhalten.
Das neue Flanschsystem soll nun zusammen für Anwendungen in der Holzbearbeitung weiterentwickelt werden. In einem nächsten Schritt ist die Übertragung des Prinzips auf eine Plattenzuschnittanlage mit Werkzeugdurchmessern bis 650 mm vorgesehen. Dadurch sollen die Praktikabilität der Flanschlösung im Eingriff und die Auswirkungen auf die Schnittqualität abgeschätzt werden.

Fachartikel

Abb. 1: Vergleich der Ausschwingzeiten der Schwingamplituden eines Kreissägeblattes ohne/mit isoloc-Dämpfung

Abb. 2: Vergleich der Schwingamplituden verschiedener Kreissägeblätter mit unterschiedlichen Durchmessern und Drehzahlen - ohne isoloc-Dämpfung

Abb. 3: Vergleich der Schwingamplituden an einem Kreissägeblatt mit einem Durchmesser 500 mm  - mit isoloc-Dämpfung

 

 

 

Teilnahme projektbegleitenden Ausschuß "Entwicklung gedämpfter Werkzeugaufnahmen für lang auskragende rotierende Werkzeuge (GDW)" | 2017-2018

Forschungsstelle: Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW), Hannover


Problemstellung:
Beim  Einsatz  von  Fräswerkzeugen  stellt  die  Werkzeugaufnahme  als  Schnittstelle  zwischen  Werkzeug  und Spindel eine wesentliche Einflussgröße auf das Prozessverhalten dar. Insbesondere bei lang auskragenden Werkzeugaufnahmen  spielen  die  dynamischen  Eigenschaften  der  Werkzeugaufnahme  eine  entscheidende Rolle für die Prozessstabilität. Der Einsatz lang auskragender Werkzeugaufnahmen ist erforderlich, wenn an schwer  zugänglichen  Stellen  bearbeitet  werden  muss,  tiefe  Taschen  zu  fräsen  sind  oder  tiefe  Bohrungen erzeugt werden sollen. Durch die hohe Auskraglänge des Werkzeughalter-Werkzeug-Systems und das hohe Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis  kommt  es  leicht  zu  Prozessinstabilitäten  bei  denen  die  dynamischen
Eigenschaften des Werkzeughalters eine maßgebliche Rolle spielen. Während  bei  Fräsprozessen  hauptsächlich  Biegeschwingungen  zur  Instabilität  führen,  sind  bei  Bohrprozessen Torsionsschwingungen problematisch. Unzulänglich gedämpfte Werkzeugaufnahmen vermindern die Prozessstabilität und die Oberflächenqualität, erhöhen den Verschleiß und erzeugen einen belastenden Lärmpegel. Instabile Prozesse erzeugen Ausschuss und können überdies zum Bruch der Werkzeugaufnahme oder  des  Werkzeugs  führen.  Als  Folge  müssen  Prozessparameter  wie  Drehzahl  und  Schnitttiefe  reduziert
werden, wodurch wiederum das Zeitspanvolumen und somit die Ausbringungsrate sinkt. Darüber hinaus wird die Leistungsfähigkeit der Maschine nicht ausreichend ausgenutzt.

Forschungsziel:

Erhöhung der Prozessstabilität bei der Zerspanung mit lang auskragenden rotierenden Werkzeugen durch den Einsatz einer neuartigen gedämpften Werkzeugaufnahme. Die Werkzeugaufnahme kompensiert die Nachteile der hohen dynamischen Nachgiebigkeit.

Haben Sie Fragen?