Ferrofluid based active bearings

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Die Genauigkeit einer Werkzeugmaschine wird wesentlich durch die Eigenschaften ihrer Führungen bestimmt. Werden besondere Anforderungen an das Verschleißverhalten gestellt, kommen hydrostatische Führungen zum Einsatz. Zur Verbesserung des statischen und dynamischen Verhaltens und zur Steigerung der Genauigkeit hydrostatischer Führungen kann eine Steuerung oder Regelung des Ölstromes mit (elektro-) mechanischen Einrichtungen eingesetzt werden. Aufgrund der zahlreichen Nachteile solcher Zusatzsysteme, sollen in diesem Projekt die Möglichkeiten aktiver Lager unter Verwendung magnetoviskoser Flüssigkeiten als Druckmedium untersucht werden. Die durch den magnetoviskosen Effekt bedingte Änderung der Viskosität kann zum Beispiel bei einer aktiven hydrostatischen Führung dahingehend ausgenutzt werden, dass eine reversible und steuerbare Änderung der Spaltweite der Lagerteile zueinander möglich wird. Der Aktor befindet sich damit in der Wirkstelle der Führung und weist daher gegenüber herkömmlichen Systemen einen wesentlich höheren Integrationsgrad auf. Gegenüber elektrorheologischen Flüssigkeiten, mit denen dieses Prinzip ebenfalls realisierbar ist, haben magnetoviskose Flüssigkeiten insbesondere den Vorteil, dass keine hohen Spannungen benötigt werden, was nicht nur einen deutlich geringeren Lagerspalt und damit eine erhöhte Steifigkeit ermöglicht, sondern auch die Sicherheit für den Bediener deutlich erhöht. Einsatzmöglichkeiten der aktiven Führungen werden im Bereich der Präzisions- und Ultrapräzisionsbearbeitung sowie in Meßlagern und Meßmaschinen gesehen.