Schnelldrehende Motorspindelsysteme mit Synchronreluktanzmotor und starrer Lageranstellung

Motorspindelsysteme bilden für viele zerspanende Fertigungsprozesse, welche auf Hochgeschwindigkeits- oder Hochleistungsbearbeitung abzielen, die Kernkomponente in Werkzeugmaschinen als auch neuerdings in Anwendungsbereichen mit Industrierobotern. Motorspindeln wandeln durch den integrierten Elektromotor die bereitgestellte elektrische Energie in die für die Zerspanungsarbeit erforderliche mechanische Energie um. Die Forschungsarbeiten zu Motorspindelsystemen sind traditionell geprägt von der Zielsetzung stetiger Produktivitätssteigerungen und gleichermaßen kontinuierlicher Verbesserung in den erreichbaren Bearbeitungsqualitäten. Nun kommen im Zuge verstärkter Nachhaltigkeitszielsetzungen, Ziele des energieeffizienten Betriebs und der Materialsubstitution kritischer Rohstoffe hinzu. Bei der Entwicklung neuer Systeme bestehen hohe Anforderungen an die statische und dynamische Steifigkeit, eine hohe dynamische Rundlaufgenauigkeit und minimale Wellenverlagerungen im Betrieb, da diese Eigenschaften die Fertigungsgenauigkeit und Produktivität maßgeblich beeinflussen. Hinzu kommen neue Anforderungen an den Wirkungskrad und die Kompaktheit der Systeme. An diesem Punkt setzt die vorliegende Dissertation auf. Das übergeordnete Ziel der Dissertation ist die Entwicklung eines Antriebssystems, welches diese Systemanforderungen in ein neuartiges Motorspindelsystem mit Synchronreluktanzantrieb und starrer Lageranstellung für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung ermöglicht.