Forschungsprojekt

Adaptronischer Kreuztisch zur Mikrokonturierung und Mikrostrukturierung

Zielbranchen

Fahrzeug- und Verkehrstechnologien, auch: Antriebstechnik, Maschinenbau

Problemstellung

In der Automobilindustrie sind Technologien gefragt, mit denen Kraftstoff eingespart, Schadstoffemissionen reduziert und der CO2-Ausstoß verringert werden können – dies alles bei gleichzeitiger Schonung von Ressourcen und Umwelt. Die Reibungsminimierung in der Motorbaugruppe ist eine der wichtigsten Maßnahmen, um diese Ziele zu erreichen. Im Fokus stehen die Reibpaarungen Zylinderlaufbahn – Kolben sowie die Gleitlager am Pleuel.

Lösung

Zusätzlich zu Verfahren, welche die Oberflächeneigenschaften verbessern, werden in die Zylinderlaufbahnen u. a. unrunde Inversgeometrien eingebracht, sodass nach der Montage im Belastungszustand wieder eine ideal runde Geometrie vorliegt. Dieses Konzept wird in der Serienproduktion bereits an den Zylinderlaufflächen umgesetzt und wirkt sich auch an den Pleuellagern positiv aus. Die Unrundbearbeitung großer, schwerer Bauteile wie z. B. des Zylinderkurbelgehäuses im Motorblock erfolgt hauptsächlich durch Brillenhonen, wobei ein hoher fertigungstechnischer Aufwand und mehrere  Bearbeitungsschritte nötig sind. Es können auch adaptronische  Werkzeugsysteme genutzt werden, in denen das Werkzeug eine  hochdynamische Bewegung ausführt. Für die Bearbeitung kleiner Bauteile wie der Pleuelstange ist eine in die Werkstückhalterung implementierte adaptronische Komponente vorteilhaft, da das von den Aktoren bewegte Gewicht konstant und gering ist. So ergibt sich ein weitaus einfacheres  Lösungskonzept als bei Auslenkung des Werkzeugs. Die Gründe dafür liegen in der hochdynamischen Werkstückbewegung in nur zwei Raumrichtungen und der Bewegungsübertragung, die auf einen schwingfähigen Tisch statt auf eine rotierende Spindel erfolgt. Mit dem Prototyp können Hübe von ±50 μm mit bis zu 400 Hz bei Genauigkeiten von ±1 μm erreicht werden.