Maschinenkomponenten aus CFK tilgen dynamische Einflüsse

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Adaptronische Tilgung von Schwingungen ergänzt CFK-Effekte

Mit der Verwendung zusätzlicher Schwingungstilger oder Schwingungsdämpfer lassen sich nieder- und hochfrequente Schwingungen in Maschinen weiter reduzieren. Das Funktionsprinzip von Tilgern basiert auf einem Feder-Masse-System, das der Störschwingung entgegenwirkt und diese dadurch beruhigt. Dabei richtet sich die Masse des Tilgers nach der Masse des zu beruhigenden Systems.

Werden zusätzliche dämpfende Elemente verwendet, spricht man von Schwingungsdämpfern. Xperion Components hat einstellbare Tilger entwickelt, mit denen es zeitlich ohne viel Aufwand möglich ist, Tilgerpunkte zu verschieben und so Störschwingungen zu beseitigen oder Eigenfrequenzklippen zu umschiffen.

Mithilfe von Aktuatoren, die gezielt künstliche Gegenschwingungen mit geregelter Phase und Amplitude erzeugen, lassen sich Körperschallinterferenzen erzeugen, die Schwingungen auslöschen. Derart aufwendige Lösungen entwickelt Xperion Components in Zusammenarbeit mit erfahrenen Spezialisten aus der Avanco-Gruppe unter Nutzung der Vorteile von Faserverbundwerkstoffen. Die Partner Adaptronik und Composites erarbeiten dabei geniale Lösungen von hoher Komplexität.

Wärmeausdehnung von CFK als Gestaltungsvariable

Von besonderem industriellem Interesse ist bei Faserverbundwerkstoffen die sogenannte Thermostabilität – also die Einstellung des Werkstoffes auf eine Wärmeausdehnung von null. Die dadurch bedingte Unempfindlichkeit eines CFK-Maschinenelementes gegen zeitliche Temperaturänderungen oder örtlich inhomogene Temperaturverteilungen prädestiniert CFK für hochgenaue Messaufgaben, zum Beispiel als Komponentenwerkstoff für Taster in Präzisionsmessgeräten. Aufgrund der thermischen Robustheit lassen sich auch sehr wirkungsvoll CFK-Maschinenelemente in Werkzeugmaschinen zur Erzielung einer hohen Fertigungsgenauigkeit oder für dynamische Anwendungen unter Temperatureinwirkung verwenden, zum Beispiel für Dosieraufgaben (Bild 4).

Außerdem lässt sich die Wärmeausdehnung eines CFK-Maschinenelementes gezielt verändern. So kann richtungsabhängig der thermische Wärmeausdehnungskoeffizient von CFK auf den Wert des Werkstoffs eines angrenzenden Maschinenelements eingestellt werden, um ein kongruentes Bauteilverhalten zu erreichen. Dies ist mit vielen technisch relevanten Materialien wie Glas, technischer Keramik, Tantal, Iridium und Graphit nicht möglich.

* James Royal Schildknecht ist Verkaufsleiter bei der Xperion Components GmbH & Co. KG in 69514 Laudenbach

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