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16.06.2017

Ausrichtung ohne Hammer und Stellschrauben

Schwere Bauteile präzise positionieren

Das Mikrostellsystem mit Zahnrad | © Siemens

Damit zwei Tonnen schwere Zahnräder, wie sie zum Beispiel für Windenergieanlagen durchaus üblich sind, den engen Fertigungstoleranzen entsprechen, werden sie bislang in der Schleifmaschine vor dem Prozess manuell ausgerichtet - mit Hammer und Stellschrauben. Das ist zeitaufwendig, blockiert wertvolle Maschinenzeit und ist insbesondere angesichts des anstehenden Ausbaus der Windenergie optimierungsbedürftig. Mit einem neuen, an der Leibniz Universität entwickelten piezohydraulischen Mikrostellsystem lassen sich große Getriebe für Windenergieanlagen für die Bearbeitung höchst genau ausrichten.

In einem Forschungsprojekt hat Maik Bergmeier, Ingenieurwissenschaftler am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) am Produktionstechnischen Zentrum Hannover (PZH) der Leibniz Universität, nun den Prototypen eines Mikrostellsystems entwickelt, das die Positionierung solch schwerer Bauteile mit Hilfe einer piezohydraulischen Pumpe realisiert – und zwar in vier Freiheitsgraden. Projektpartner waren Siemens (Hersteller von Flender Großgetrieben) und Roemheld (Hersteller von Spannsystemen und Spanntechnik).

Hohe rotationssymmetrische Steifigkeit nachgewiesen

»3-Achs-Maschinen können den Taumel- und Exzenterfehler bei der Bauteilausrichtung nicht kompensieren«, erklärt Bergmeier die Ausgangssituation. »Unser Mikrostellsystem lässt sich aber wie ein Aufnahmetisch in die Maschine einbauen und kann auch schwere Lasten bis zu 4,7 Tonnen mit einer Genauigkeit von acht Mikrometern positionieren und dabei sowohl Taumel- als auch Exzenterfehler ausgleichen.« Eine besondere Rolle spielt dabei die piezoaktorische Pumpe, die für die hohe Genauigkeit sorgt. Sie bewegt Kleinstmengen an Fluid für die mikrometergenaue Positionierung und basiert auf einem früheren Forschungsprojekt am IFW.

Eine zentrale Voraussetzung für den Einsatz des Systems im Unternehmen ist eine hohe rotationssymmetrische Steifigkeit während der Fertigung, die in einem Test nachgewiesen werden konnte. In weiteren Schritten wird nun die Praxistauglichkeit des Systems verbessert; anschließend wird es testweise in der Produktion eingesetzt.

Der Grundentwurf des Aufbaus im Überblick | © IFW

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Leibniz Universität Hannover Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen / CFK Nord

Ottenbecker Damm 12
DE 21684 Stade

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