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Leibniz-Uni Hannover

Schwere Bauteile genau positionieren

Damit tonnenschwere Bauteile, wie sie z. B. in Windenergieanlagen vorkommen, in den vorgegebenen engen Fertigungstoleranzen hergestellt werden können, werden sie in der Regel vor der Bearbeitung in den Bearbeitungsmaschinen manuell ausgerichtet – mit Hammer und Stellschrauben. Das ist zeitaufwendig, blockiert wertvolle Maschinenzeit und ist damit optimierungsbedürftig.

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

„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 t mit einer Genauigkeit von 8 mm 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. Bergmeier konnte sie in einem Test u. a. an einem 2-t-Gestell in einem Profilschleifprozess nachweisen. In weiteren Schritten wird nun die Praxistauglichkeit des Systems verbessert, anschließend wird es testweise in der Produktion eingesetzt.

Das Projekt wurde unter dem Namen „Piezohydraulisches Mikrostellsystem als Einrichthilfe für Großbauteile“ von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert und von den Firmen Siemens und Roemheld als Anwendungspartner und Hydraulikkomponentenhersteller begleitet.


www.ifw.uni-hannover.de