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Elektromotor

Torquemotoren für noch präzisere Bearbeitung

| Redakteur: Stefanie Michel

Mit einer Optimierung der Idam-Torquemotoren-Baureihe SRV eliminiert Schaeffler Störkräfte und -momente des Motors, die bei üblicher Bauweise in Rundachsen und Rundtischen Verkippungen der Achse beziehungsweise der Aufspannfläche im Mikrometer-Bereich verursachen.

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Mit der Optimierung der Torquemotoren-Baureihe SRV konnten laut Hersteller die üblichen Störkräfte und -momente des Motors eliminiert werden.
Mit der Optimierung der Torquemotoren-Baureihe SRV konnten laut Hersteller die üblichen Störkräfte und -momente des Motors eliminiert werden.
(Bild: Schaeffler)

Bei der Zerspanung mit sehr steifen und direktangetriebenen Rundachsen in ultrapräzisen Fräs-, Verzahnungs- und Schleifmaschinen kann an Werkstücken das Phänomen kurzwelliger Oberflächenfehler auftreten. Sie sind oft an optischen Effekten auf den Oberflächen erkennbar. Diese kleinen Genauigkeitsabweichungen führen zu Qualitätsproblemen an hochpräzisen Werkstücken im Formenbau, der Linsenendbearbeitung oder bei Verzahnungsteilen höchster Güte.

Störkräfte durch Torqueantrieb

Ursache für die Abweichungen sind pulsierende Axial- und Radialkräfte aus den Magnetfeldern des Torqueantriebes, die sich über einen Hebelarm als Störkräfte und -momente an der Lagerung auswirken. Diese für das Lager relativ kleinen Lasten verursachen Achsverlagerungen und Verkippungen im Submikrometerbereich, die sich in der Werkstückoberfläche abbilden können. Insbesondere bei Schleifsternen ist die Fehlerperiode meist auf die Polzahl zurückzuführen. Das Phänomen ist keineswegs neu, jedoch sind die Oberflächenqualitäten heute so hoch, dass diese Phänomene an den Bearbeitungsspuren sichtbar werden können. Zudem sind die Anforderungen an Formtoleranzen und Oberflächenqualitäten in einigen Branchen so stark gestiegen, dass der Aufwand für eine Nacharbeit nicht mehr toleriert wird und der Markt nach einer Lösung verlangt.

Störkräfte durch „doppelte“ Motorstruktur ausgleichen

Eine von INA – Drives & Mechatronics (Idam) entwickelte Lösung ist die „doppelte“ Motorstruktur, bei der sich die auftretenden Störkräfte und -momente im Motor intern ausgleichen und so die genannten Oberflächenfehler in der Ultrapräzisionsfertigung wirksam vermieden werden können. Die auf diesem Prinzip basierenden SRV-Torquemotoren sind trotz des komplexeren Aufbaus mit den marktüblichen Torquemotoren austauschbar, so der Hersteller. Für die neue Baureihe sind Luftspaltdurchmesser von 89 bis über 460 mm und Magnethöhen von 25 bis 200 mm vorgesehen. Die Serie ist mit der Baugröße 89 mm Luftspaltdurchmesser bereits gestartet. Durch den Einsatz der neuen SRV-Torquemotoren erfolgt kein messbarer Eintrag von pulsenden motorbedingten Axial- und Radialkräften in die Maschinenstruktur. Die Drehzahlen der neuen Motoren erreichen 14.000 min-1.

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