Hydrostatisches Profilschienen-Führungssystem für Werkzeugmaschinen

Die stetig steigende Produktivität und zunehmender Kostendruck erfordern Produktionsmaschinen, die diesen Anforderungen best möglich gerecht werden. Daher werden moderne Werkzeugmaschinen häufig nach Leichtbaugesichtspunkten gestaltet und mit leistungsstarken Antrieben versehen. Ein unerwünschter Nebeneffekt dieser leistungsstarken und gewichtsoptimierten Maschinen ist jedoch oftmals die Anfälligkeit für dynamische Instabilitäten. Bei ungünstigen Randbedingungen begrenzen diese Instabilitäten die Leistungsfähigkeit der Maschinen derart, dass die hohe installierte Maschinenleistung nicht vollständig umgesetzt werden kann. Neben Schwingungen der Strukturbauteile, wie Betten und Ständer, können häufig auch dynamische Verlagerungsanteile in den Koppelstellen der Strukturbauteile beobachtet werden. Hierbei kommt einem hohen Dämpfungsvermögen der in den Maschinenachsen eingesetzten Führungen eine besondere Bedeutung zu. Der Beitrag beschreibt Arbeiten, in denen die Vorzüge von Wälz- und Hydrostatikführungen in Form einer hydrostatischen Profilschienenführung kombiniert werden. Aufgrund normgerechter Anschlussmaße ermöglicht dieses Führungssystem den Austausch mit wälzgeführten Systemen. Es weist darüber hinaus verbesserte Dämpfungseigenschaften auf. Es werden die theoretischen Grundlagen zur Dimensionierung einer hydrostatischen Kompaktführung hergeleitet, die sich an den genormten Abmessungen handelsüblicher Profilschienen-Wälzführungssysteme orientiert. Im Hinblick auf größtmögliche Steifigkeit und Tragfähigkeit bei vorgegebenem Bauraum kommt der Optimierung der Führungswagengeometrie eine besondere Bedeutung zu. Auf Basis der theoretischen Untersuchungen wird ein hydrostatisches Führungssystem prototypisch umgesetzt und experimentell untersucht. Ein umfassender messtechnischer Vergleich mit marktüblichen Wälzführungssystemen erlaubt die praxisnahe Beurteilung der hydrostatischen Führung. Aus dem Vergleich der messtechnisch und rechnerisch bestimmten Kenndaten des hydrostatischen Profilschienen-Führungssystems wird abschließend die Ausführung eines praxistauglichen Serienprodukts abgeleitet.