DE102018102963A1

DE102018102963A1 - Berührungslose Dämpfungseinheit, Drehbearbeitungsmaschine und zugehöriges Verfahren

Info

Publication number: DE102018102963A1
Application number: DE102018102963.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Müller; Reiner Jörg; Thorsten Rettich; Janik Dorer
Original assignee: JG Weisser Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: JG Weisser Soehne GmbH and Co KG
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2019-08-14

Abstract

Zusammenfassend wird bei einer Drehbearbeitungsmaschine zum Bearbeiten eines rotierenden Werkstücks (3) vorgeschlagen, eine Dämpfungseinheit (1) auszubilden, die sich dadurch auszeichnet, dass mindestens eine fluidische Lagerung (5) ausgebildet ist, die mit Hilfe einer Vorspannung dem Werk-stück (3) bei Schwingungen desselben, dynamisch nachführbar ist. Hierzu kann insbesondere ein Dämpfungsbacken (4) vorgesehen sein, der mit Hilfe einer Drucktasche (12) die fluidische Lagerung (5) ausbildet und der, insbesondere unabhängig von einer bei der Drehbearbeitung genutzten Rotationsachse, relativ zu dem Werkstück (3) und/oder relativ zu einem Werkzeug (2) der Drehbearbeitungsmaschine federnd gelagert ist (Vgl. Fig.2) .

Description

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinheit zur Verwendung bei einer Drehbearbeitungsmaschine, eine Drehbearbeitungsmaschine sowie ein zugehöriges Verfahren zur Reduzierung von Schwingungen eines Werkstücks.
Zur Bearbeitung von rotierenden Werkstücken auf Drehbearbeitungsmaschinen ist es bekannt und üblich diese mittels Lünetten so abzustützen beziehungsweise drehbar zu lagern, dass eine Rotationsachse des Werkstücks, zumindest an der Position der Lünette, ortsfest in Bezug auf ein Koordinatensystem der Drehbearbeitungsmaschine gehalten werden kann. Hierzu weisen Lünetten oftmals mehrere Haltebacken auf, die jeweils eine Lagerstelle für das rotierende Werkstück ausbilden. Die Haltebacken können dazu beispielsweise mit mechanischen Rollen bestückt sein. Typischerweise wird eine Lünette dabei axial versetzt zu einer Bearbeitungsstelle an dem Werkstück angeordnet, sodass die Lünette das Werkstück in einem Bereich abstützt, in dem gerade keine Bearbeitung stattfindet.
Die Haltebacken von üblichen Lünetten sind darüber hinaus häufig mittels Gewinden in ihrer axialen Position verstellbar ausgestaltet. Damit können die Haltebacken in eine bestimmte axiale Position verstellt werden, wodurch die Haltebacken die Lage der Rotationsachse des Werkstücks vorgeben. Durch das Gewinde sind die Haltebacken in dieser Position fixiert. Daneben sind auch Ausgestaltungen vorbekannt, bei denen die Haltebacken einer Lünette in Ihrer Verstellbarkeit miteinander gekoppelt sind, um eine definierte Mittenposition eines Werkstücks vorzugeben.
Lünetten werden daher eingesetzt, um rotierende Werkstücke zu zentrieren und die bei einer Bearbeitung des Werkstücks auftretenden Kräfte aufzunehmen. Durch die von einer Lünette bereitgestellte ortsfeste Lagerung kann insbesondere eine Durchbiegung eines zu bearbeitenden Werkstücks verhindert beziehungsweise reduziert werden, wodurch die Genauigkeit in der Werkstückbearbeitung verbessert werden kann.
In einigen praktischen Anwendungsfällen kommt es jedoch, insbesondere bei Bearbeitung von langen Werkstücken, vor, dass das rotierende Werkstück durch die Drehbearbeitung in starke Schwingungen versetzt wird, insbesondere dann, wenn das Werkstück in Resonanz gerät. Problematisch ist dabei, dass sich die relative Position des Werkstücks zum abdrehenden Werkzeug, also am Ort der Bearbeitungsstelle, verändert. Damit wird die Genauigkeit in der Drehbearbeitung des Werkstücks beeinträchtigt, insbesondere kann es zu nicht mehr akzeptablen Rundlaufabweichungen des Werkstücks kommen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die eine genaue Bearbeitung eines Werkstücks auf einer Drehbearbeitungsmaschine auch dann erlaubt, wenn das Werkstück durch die Drehbearbeitung zu Schwingungen angeregt wird beziehungsweise würde.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Dämpfungseinheit zur Verwendung bei einer Drehbearbeitungsmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Dämpfungseinheit gemäß Anspruch 1 weist mindestens einen zur Dämpfung eines rotierenden Werkstücks vorgesehenen beziehungsweise eingerichteten Dämpfungsbacken auf, welcher eine Lagerung des Werkstücks mit Hilfe eines Fluids ausbildet. Dieses Fluid kann beispielsweise eine Flüssigkeit oder zum Beispiel Luft sein. Erfindungsgemäß ist der Dämpfungsbacken hierbei gegen eine Vorspannung auslenkbar gelagert. Dies bedeutet, die Position des Dämpfungsbackens ist, anders als bei Haltebacken von herkömmlichen Lünetten, gerade nicht fixiert. Der Dämpfungsbacken kann auch als ein Lagerbock bezeichnet werden.
Von Vorteil ist bei dieser Lösung, dass die von dem Dämpfungsbacken bereitgestellte Lagerung bei Schwingungen des Werkstücks diesem dynamisch nachführbar ist beziehungsweise nachgeführt sein kann. Damit kann sichergestellt werden, dass der Dämpfungsbacken auch bei starken Schwingungen des Werkstücks diesem stets folgt. Der Dämpfungsbacken bleibt somit mit dem Werkstück, vermittelt über das Fluid, in Kontakt und zwar auch bei Schwingungen des Werkstücks. Die Nachführung des mindestens einen Dämpfungsbackens kann hierbei vorzugsweise in radialer Richtung in Bezug auf eine Rotationsachse des Werkstücks erfolgen.
Aufgrund der beweglichen Lagerung des Dämpfungsbackens kann dieser jedoch gerade keine für eine präzise Drehbearbeitung ausreichend ortsfeste Lagerung bereitstellen, wie dies von den eingangs erläuterten Lünetten bekannt ist. Somit ist es gemäß der Erfindung sinnvoll, zusätzlich zu der Dämpfungseinheit eine klassische Lünette zur Abstützung und Zentrierung des Werkstücks einzusetzen.
Die Dämpfungseinheit kann somit insbesondere derart ausgestaltet sein, dass der mindestens eine Dämpfungsbacken gegenüber der Drehbearbeitungsmaschine, insbesondere gegenüber einer Lünette der Drehbearbeitungsmaschine, die eine Rotationsachse des Werkstücks definiert, auslenkbar gelagert ist. Mit anderen Worten kann der mindestens eine Dämpfungsbacken somit beweglich zu einem zur Bearbeitung des Werkstücks genutzten Koordinatensystem an der Drehbearbeitungsmaschine angeordnet sein.
Zusammenfassend können mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Dämpfungseinheit somit Schwingungen des Werkstücks aufgenommen und gedämpft werden. Damit kann die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert werden.
Die Verwendung einer fluidischen Lagerung beziehungsweise eines fluidischen Lagers stellt dabei sicher, dass der Dämpfungsbacken das Werkstück berührungslos, genauer vermittelt durch einen Fluidfilm, kontaktieren kann. Damit wird ein direkter Kontakt zwischen dem Dämpfungsbacken und dem Werkstück vermieden. Einerseits kann somit die Oberfläche des Werkstücks vor Beschädigungen und Schleifspuren geschützt werden. Andererseits wird ein Verschleiß, wie er etwa an mechanischen Führungsrollen auftreten würde, vermieden.
Eine weitere Funktion des Fluidfilms besteht darin, einen effizienten Dämpfungsmechanismus bereit zu stellen. Denn die Schwingungen des Werkstücks können durch Reibungen im Fluid (z.B. bei Einsatz einer Flüssigkeit durch Flüssigkeitsreibung) abgebaut werden.
Erfindungsgemäß kann die Aufgabe auch durch weitere vorteilhafte Ausführungen der Unteransprüche gelöst werden.
So schlägt eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass für den mindestens einen Dämpfungsbacken eine Andrückeinheit ausgebildet ist, die die Vorspannung erzeugt. Die Erzeugung der Vorspannung kann dabei insbesondere pneumatisch, hydraulisch, elektromagnetisch, piezoelektrisch oder mittels einer mechanischen Feder erfolgen. Durch das Beaufschlagen des Dämpfungsbackens mit einer Vorspannung ist es insbesondere möglich, dass ein mit dem Fluid gefüllter Lagerspalt zwischen dem Dämpfungsbacken und dem Werkstück dynamisch einstellbar ist. Damit kann auch bei stärkeren Schwingungen des Werkstücks gewährleistet werden, dass sich stets ein Fluidfilm konstanter Dicke mit den gewünschten Dämpfungseigenschaften zwischen dem Dämpfungsbacken und dem rotierenden Werkstück ausbildet. Die Dicke des Fluidfilms hängt dabei von der Rotationsgeschwindigkeit des Werkstücks als auch von der Vorspannung ab, mit der der Dämpfungsbacken gegen das Werkstück angepresst wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Dämpfungsbacken auch bei Änderungen einer Abmessung des Werkstücks, wie sie während der Bearbeitung auftreten können, dem Werkstück dynamisch nachgeführt werden kann, sodass stets eine optimale Dämpfung gewährleistbar ist.
Für eine möglichst präzise Dämpfung ist es bevorzugt, wenn der mindestens eine Dämpfungsbacken gegenüber der Andrückeinheit beweglich gelagert ist. Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn diese Beweglichkeit zwischen Dämpfungsbacken und Andrückeinheit linear ausgestaltet ist. Denn durch diese Ausgestaltung kann eine besonders reibungsarme Führung des Dämpfungsbackens realisiert und zudem vermieden werden, dass sich der Dämpfungsbacken ungewollt in axialer Richtung in Bezug auf das rotierende Werkstück bewegt.
Bei den vorgenannten Ausgestaltungen kann insbesondere die Andrückeinheit gegenüber der Drehbearbeitungsmaschine ortsfest gelagert oder positionierbar sein. Denn damit kann eine Ruheposition des Dämpfungsbackens relativ zur Drehbearbeitungsmaschine und damit auch zur Rotationsachse des Werkstücks präzise definiert werden.
Zusätzlich oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass die Dämpfungseinheit in axialer Richtung des Werkstücks verfahrbar ausgestaltet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die durch die Dämpfungseinheit bereitgestellte Dämpfung einer Bearbeitungsstelle entlang der axialen Richtung des Werkstücks nachgeführt werden kann.
Bei einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Dämpfungsbacken luftgelagert ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Dämpfungsbacken von der Andrückeinheit schwingungsentkoppelt gelagert ist, vorzugsweise mittels einer variabel mit Luftdruck beaufschlagbaren Luftkammer.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung schlägt die Verwendung von mindestens zwei Dämpfungsbacken vor, die jeweils eine Lagerung des Werkstücks mit Hilfe eines Fluids ausbilden. In diesem Fall können demnach die mindestens zwei Dämpfungsbacken der Dämpfungseinheit unabhängig voneinander gegen eine Vorspannung auslenkbar gelagert sein. Von Vorteil ist dabei, dass damit auch eine effiziente Schwingungsdämpfung von Werkstücken mit komplexer, insbesondere asymmetrischer, Außengeometrie möglich wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Dämpfungsbacken mittels der Vorspannung dem Werkstück in radialer Richtung, in Bezug auf eine Rotationsachse des Werkstücks, dynamisch nachführbar oder nachgeführt. Hierbei kann alternativ oder ergänzend vorgesehen sein, dass eine Lünette vorgesehen ist, die, insbesondere mittels einer hydrostatischen Lagerung, eine oder die bereits zuvor beschriebene Rotationsachse des Werkstücks festlegt. Auch hier ist es bevorzugt, wenn die Andrückeinheit ortsfest in Bezug auf die Lünette angeordnet ist. Dies kann beispielsweise erreicht werden, wenn die Lünette als auch die Andrückeinheit an einem Gestell der Drehbearbeitungsmaschine befestigt sind.
Eine besonders gute Dämpfung lässt sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielen, dass die Dämpfungseinheit das Werkstück an mindestens zwei Stützflächen abstützt. Bevorzugt liegen dabei die mindestens zwei Stützflächen in einer radialen Querschnittsebene des Werkstücks. Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn die mindestens zwei Stützflächen unabhängig voneinander in ihrer Position radial einstellbar sind. Ergänzend oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die mindestens zwei Stützflächen radial und dynamisch dem Werkstück nachführbar oder nachgeführt sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Dämpfungsbacken und/oder die zuvor beschriebene Andrückeinheit in Bezug auf eine oder die zuvor beschriebene Rotationsachse des Werkstücks radial, also insbesondere hydraulisch, positionierbar ausgestaltet ist. Hierdurch kann insbesondere erreicht werden, dass ein Lagerspalt einstellbar ist. Dieser Lagerspalt kann beispielsweise zwischen dem Dämpfungsbacken, insbesondere einer gekrümmten Gleitoberfläche des Dämpfungsbackens, und dem Werkstück bestehen. Der Lagerspalt kann dabei so gewählt sein, dass sich in diesem eine Fluidströmung ausbildet, die bei entsprechend hohen Fließgeschwindigkeiten insbesondere turbulent sein kann.
Wie bereits eingangs erwähnt kann vorgesehen sein, dass das Fluid eine Flüssigkeit ist. Somit kann das Lager insbesondere ein hydrostatisches Lager sein. Das zur Dämpfung genutzte Fluid kann insbesondere ein Kühlschmierstoff sein. Damit kann das Fluid in vorteilhafter Weise eine hervorragende Wärmeabfuhr vom Werkstück bereitstellen.
Zur Ausbildung einer hydrostatischen Lagerung kann gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der mindestens eine Dämpfungsbacken mindestens eine zu dem Werkstück hin offene und mit einem Fluid befüllbare sowie vorzugsweise mit Druck beaufschlagbare Drucktasche aufweist.
Zur Befüllung der Drucktasche mit Fluid kann ein Zuführkanal ausgebildet werden, der in die Drucktasche mündet. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Zuführkanal exzentrisch in Bezug auf eine Mittenachse der Drucktasche angeordnet wird. Dabei wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Zuführkanal zu der Seite hin von der Mittenachse weg angeordnet wird, auf der das rotierende Werkstück in die Drucktasche bei der Rotation eintritt. Denn damit können günstige Strömungsverhältnisse und somit die Ausbildung eines ununterbrochenen Fluidfilms, als Voraussetzung für eine gute Dämpfung, sicher gewährleistet werden.
Eine weitere Ausgestaltung schlägt vor, dass der mindestens eine Dämpfungsbacken zur Ausbildung eines Lagerspalts, insbesondere des zuvor beschriebenen Lagerspalts, vorzugsweise im Bereich der Drucktasche, eine gekrümmte Gleitoberfläche aufweist. Mit einer derartigen Gleitoberfläche lässt sich eine besonders gute Dämpfung des Werkstücks mit Hilfe des Fluidfilms erzielen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Drucktasche ein zum Werkstück hin ausgerichtete Öffnung aufweist, die innerhalb der Gleitoberfläche angeordnet ist. Damit kann eine besonders günstige Zuführung des Fluids in den Lagerspalt erreicht werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann, insbesondere als Teil der gekrümmten Gleitoberfläche, eine Abströmfläche gebildet sein, die den eigentlichen Lagerspalt zum Werkstück hin ausbildet und die Drucktasche ringförmig umgibt. Damit ist eine besonders exakte Kontrolle der Dicke des Fluidfilms möglich. Denn das Fluid kann kontrolliert von der Drucktasche im Zentrum ausgehend über die Abströmfläche hinweg und den Lagerspalt hindurch nach außen abströmen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn der mindestens eine Dämpfungsbacken von der Dämpfungseinheit, also insbesondere von der Andrückeinheit, abnehmbar ausgestaltet ist. Denn durch eine derartige Ausgestaltung, können verschiedene Dämpfungsbacken, die jeweils auf ein bestimmtes Werkstück angepasste Gleitoberflächen aufweisen, mit ein und derselben Andrückeinheit verwendet werden.
Um eine besonders großflächige und damit effiziente Dämpfung des Werkstücks zu erzielen, schlägt eine weitere Ausgestaltung vor, dass zur Ausbildung einer, also insbesondere der zuvor beschriebenen, hydrostatischen Lagerung des Werkstücks an dem mindestens einen Dämpfungsbacken mehrere hydrostatische Lagerstellen ausgebildet sind. Hierbei ist es bevorzugt, wenn an jeder dieser Lagerstellen eine separate mit einem Fluid befüllbare und mit Druck beaufschlagbare Drucktasche ausgebildet ist.
Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Dämpfungseinheit mittels mindestens eines Schwingungsdämpfers von der Drehbearbeitungsmaschine mechanisch entkoppelt ist. Damit kann insbesondere erreicht werden, dass die Übertragung von Schwingungen der Dämpfungseinheit auf die Drehbearbeitungsmaschine verringert wird. Diese Ausgestaltungen tragen allesamt dazu bei, die Bearbeitungsgenauigkeit bei der Drehbearbeitung zu erhöhen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Lagerung des Dämpfungsbackens insbesondere derart ausgestaltet sein, dass der mindestens eine Dämpfungsbacken mittels der Vorspannung in Bezug auf das Werkstück und/oder die Drehbearbeitungsmaschine federnd gelagert ist. Hierbei ist es vorzuziehen, wenn, über die von dem Fluid bereitgestellte Dämpfung hinaus, Mittel zur Dämpfung von Schwingungen des Dämpfungsbackens und damit von Schwingungen des Werkstücks ausgebildet sind. Derartige Mittel können beispielsweise an sich bekannte Elastomerdämpfer sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zwei, bevorzugt drei, Dämpfungsbacken der Dämpfungseinheit in einer gemeinsamen Querschnittsebene angeordnet sind (in Bezug auf das Werkstück). Bei dieser Ausgestaltung kann ferner vorgesehen sein, dass diese zwei, vorzugsweise drei, Dämpfungsbacken in ihrer jeweiligen radialen, vorzugsweise und axialen, Position unabhängig voneinander einstellbar sind. Ergänzend oder alternativ kann ferner vorgesehen sein, dass die zwei, vorzugsweise drei, Dämpfungsbacken einzeln dem Werkstück radial und dynamisch nachführbar oder nachgeführt sind. Bei allen diesen Ausgestaltungen ist es vorzuziehen, die Dämpfungsbacken an einer gemeinsamen Tragkonstruktion zu befestigen. Diese Befestigung kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass die Dämpfungsbacken gemeinsam in axialer Richtung verfahrbar sind. Damit kann eine gleichbleibende Dämpfung auch beim Verfahren der Dämpfungseinheit in axialer Richtung, insbesondere während der Bearbeitung des Werkstücks, gewährleistet werden.
Bei der Drehbearbeitung von Werkstücken werden durch das Bearbeitungswerkzeug große Kräfte in das Werkstück eingebracht. Diese Kräfte sind ursächlich für die zu dämpfenden Schwingungen. Aufbauend auf dieser Erkenntnis schlägt daher eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass mindestens zwei Dämpfungsbacken der Dämpfungseinheit derart, insbesondere asymmetrisch, an einem Umfang des Werkstücks angeordnet sind, dass eine gegenüberliegende Stelle des Werkstücks zur Bearbeitung frei liegt. Somit können also die Dämpfungsbacken gegenüberliegend zu dem Bearbeitungswerkzeug angeordnet sein, so dass diese Schwingungen des Werkstücks bereits im Keim ersticken können. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die mindestens zwei Dämpfungsbacken symmetrisch zu einer Verarbeitungsstelle angeordnet sind. Denn damit können insbesondere die einzelnen Schwingungskomponenten gleichmäßig gedämpft werden.
Eine als gleichwertig angesehene Ausgestaltung schlägt stattdessen vor, dass ein Dämpfungsbacken, insbesondere der mindestens eine Dämpfungsbacken, diametral zu einer Bearbeitungsstelle am Werkstück angeordnet ist. Mit anderen Worten kann der Dämpfungsbacken somit gerade an der Außenseite des Werkstücks anliegen, die der Bearbeitungsstelle beziehungsweise dem Bearbeitungswerkzeug gegenüberliegt.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe schlägt die Erfindung insbesondere eine Drehbearbeitungsmaschine vor, mit einer Dämpfungseinheit, die gemäß einer der zuvor beschrieben Ausgestaltungen ausgebildet ist. Diese Drehbearbeitungsmaschine weist somit mindestens einen erfindungsgemäßen Dämpfungsbacken auf.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dieser Drehbearbeitungsmaschine sieht vor, dass der mindestens eine Dämpfungsbacken, in Bezug auf eine Rotationsachse des Werkstücks, gegenüber der Drehbearbeitungsmaschine axial verschiebbar ausgestaltet ist. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die gesamte Dämpfungseinheit gegenüber der Drehbearbeitungsmaschine axial verschiebbar ausgestaltet ist. Somit können insbesondere mehrere Dämpfungsbacken synchron über eine Verfahrstrecke hinweg entlang des Werkstücks axial verschoben werden. Hierdurch kann insbesondere erzielt werden, dass der mindestens eine beziehungsweise die Dämpfungsbacken der Drehbearbeitungsmaschine einer wandernden Bearbeitungsstelle am Werkstück nachführbar oder nachgeführt ist/sind. Damit ist es möglich, die Schwingungen des Werkstücks gerade dort zu dämpfen, wo sie aufgrund der Drehbearbeitung entstehen.
In besonders vorteilhafter Weise kann bei diesen Ausgestaltungen die Dämpfungseinheit bzw. die gesamte Drehbearbeitungsmaschine derart eingerichtet sein, dass der mindestens eine beziehungsweise die Dämpfungsbacken auch bei Kontaktierung des Werkstücks durch den mindestens einen Dämpfungsbacken vermittelt durch das Fluid axial verschoben werden kann. Somit ist es möglich, die gesamte Dämpfungseinheit, also insbesondere den mindestens einen Dämpfungsbacken bzw. mehrere Dämpfunsbacken, während einer Drehbearbeitung einer wandernden Bearbeitungsstelle nachzuführen bzw. synchron zu dieser Bearbeitungsstelle zu führen. Eine solche Verfahrbarkeit ist im Gegensatz zu klassischen Lünetten möglich, da wesentlich geringere Anpressdrücke verwendet werden können, wie noch genauer zu erläutern sein wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann alternativ oder ergänzend vorgesehen, dass das Werkstück in axialer Richtung relativ zu der Dämpfungseinheit und/oder relativ zu einem, insbesondere stationären, Werkzeugrevolver der Drehbearbeitungsmaschine verfahrbar ist. Denn durch diese Ausgestaltung ist es ebenfalls möglich, eine Bearbeitungsstelle und die zugehörige von der Dämpfungseinheit bereitgestellte Dämpfung an einem zu bearbeitenden Werkstück (relativ) entlang zu führen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Drehbearbeitungsmaschine mindestens zwei Dämpfungsbacken aufweisen, die an einer gemeinsamen Tragkonstruktion befestigt sind. Hierzu können beispielsweise die jeweiligen Andrückeinheiten an der Tragkonstruktion befestigt sein. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Tragkonstruktion in axialer Richtung gegenüber der Drehbearbeitungsmaschine verfahrbar ausgestaltet ist. Denn damit lässt sich eine Nachführbarkeit der Dämpfungseinheit, wie im vorherigen Abschnitt beschrieben, besonders präzise gewährleisten.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe sind daneben erfindungsgemäß die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruchs vorgesehen. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe bei einem Verfahren zur Reduzierung von Schwingungen eines Werkstücks, welches auf einer Drehbearbeitungsmaschine bearbeitet wird, wobei Drehbearbeitungsmaschine insbesondere mit einer Dämpfungseinheit wie zuvor beschrieben ausgestattet sein kann, vorgeschlagen, dass mindestens ein Dämpfungsbacken oder der zuvor beschriebene mindestens eine Dämpfungsbacken, die jeweils ein Fluid-Lager ausbilden, mit einer Vorspannung von weniger als 6 bar, vorzugsweise von weniger als 4 bar, gegen das Werkstück gepresst wird. Hierbei kann es selbstverständlich vorkommen, dass der Dämpfungsbacken bei Schwingungen des Werkstücks gegen die Vorspannung ausgelenkt wird. Dies ist möglich, da der Dämpfungsbacken mit Hilfe der Vorspannung federnd gelagert werden kann.
Durch den im Vergleich zu herkömmlichen Lünetten um ein Vielfaches geringeren Anpressdruck wird sichergestellt, dass eine zusätzliche Lünette die Rotationsachse des Werkstücks vorgeben kann, während der Dämpfungsbacken lediglich Schwingungen des Werkstücks aufnimmt und dämpft. Eine solche zusätzliche Lagerung mittels einer Lünette kann im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Dämpfungsbacken die bei der Bearbeitung auftretenden Kräfte aufnehmen. Gemäß der Erfindung ist ein Anpressdruck von 6 bar, oder sogar nur 4 bar, gerade ausreichend, um einen permanenten fluidischen Kontakt zwischen Werkstück und Dämpfungsbacken zu gewährleisten und somit einen Abriss des Fluidfilms zu vermeiden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des obigen Verfahrens, die ergänzend oder alternativ vorgesehen sein kann, wird daher vorgeschlagen, dass eine Vorspannung, mit der der zuvor beschriebene mindestens eine oder mindestens ein weiterer ein Fluid-Lager ausbildender Dämpfungsbacken an das Werkstück gepresst wird, so gewählt wird, dass sich stets, also auch bei Schwingungen des Werkstücks, eine ununterbrochene, insbesondere turbulente, Strömung in dem Fluid-Lager ausbildet.
Durch die zuvor beschriebenen Verfahren kann somit eine besonders präzise Bearbeitung sichergestellt werden, da Schwingungen des Werkstücks effizient und ununterbrochen unterdrückt werden.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist aber nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen des jeweiligen Ausführungsbeispiels. Insbesondere können somit Ausgestaltungen der Erfindung aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der allgemeinen Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen gewonnen werden.
Es zeigt:

1 eine perspektivische Darstellung zweier erfindungsgemäßer Dämpfungseinheiten, die die Schwingungen eines rotierenden Werkstücks dämpfen,
2 die beiden Dämpfungseinheiten aus 1 in Querschnittsansicht,
3 die linke Dämpfungseinheit aus 1 in Detailansicht,
4 die rechte Dämpfungseinheit aus 1 in Detailansicht und
5 den Blick in eine erfindungsgemäße Drehbearbeitungsmaschine mit einer Dämpfungseinheit.

Die 1 zeigt eine im Ganzen mit Bezugszeichen 1 versehene Dämpfungseinheit einer Drehbearbeitungsmaschine, die jeweils links und rechts in zehn Uhr bzw. zwei Uhr Stellung ein rotierendes Werkstück 3 abstützen, um Schwingungen des Werkstücks 3, die bei der Drehbearbeitung mit Hilfe eines Werkzeugs 2 auftreten, zu verringern. Hierzu weist die Dämpfungseinheit zwei Dämpfungsbacken 4 auf, die jeweils mit Hilfe eines Fluides 6 eine flächige Lagerung des Werkstücks 3 während dessen Rotation ausbilden.
Um die Schwingungen des rotierenden Werkstücks 3 effizient dämpfen zu können, müssen die Dämpfungsbacken 4, vermittelt durch das Fluid 6, in ständigem Kontakt mit dem Werkstück 3 verbleiben. Um dies zu ermöglichen, sind die Dämpfungsbacken 4 gegen eine Vorspannung auslenkkbar gelagert. Wie die 2 zeigt, ist für jeden der beiden Dämpfungsbacken 4 eine Andrückeinheit 7 ausgebildet. Die Andrückeinheiten 7 weisen jeweils einen beweglich gelagerten Kolben 17 auf, der mit Druckluft beaufschlagt werden kann. Der Kolben 17 realisiert somit eine federnde Lagerung des starr mit ihm verbundenen Dämpfungsbacken 4 in Form einer Luftfederung.
In besonders vorteilhafter Weise ist dabei der Kolben 17 jeweils separat von dem Dämpfungsbacken 4 in der Andrückeinheit 7 ausgebildet. Damit können verschiedenste Dämpfungsbacken, beispielsweise mit unterschiedlich stark gekrümmten Gleitoberflächen, mit ein und derselben Andrückeinheit 7 verwendet werden.
Mit einer wie in 2 illustrierten Andrückeinheit 7 kann entweder pneumatisch oder aber auch hydraulisch eine Vorspannung auf den Dämpfungsbacken 4 ausgeübt werden. Mittels dieser Vorspannung kann der Dämpfungsbacken federnd gegen das Werkstück 3 gelagert bzw. an dieses angedrückt werden.
Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Dämpfungsbacken 4 gegenüber der Andrückeinheit 7 zudem linear beweglich gelagert. Hierzu sind links und rechts des Kolbens 17 zwei zylinderförmige Führungen 18 ausgebildet. Die Andrückeinheit 7 selbst kann dagegen gegenüber der Drehbearbeitungsmaschine ortsfest gelagert bzw. positionierbar sein. Hierfür kann insbesondere eine Tragkonstruktion vorgesehen sein, an der zwei oder mehr erfindungsgemäße Dämpfungseinheiten 1 bzw. Andrückeinheiten 7 befestigt werden können.
In den 1 und 2 nicht gezeigt ist eine herkömmliche Lünette, die zusätzlich vorgesehen sein kann, um das Werkstück 3 abzustützen und insbesondere die in den Figuren illustrierte Rotationsachse 8 des Werkstücks festzulegen. Hierzu kann die Lünette auch eine hydrostatische Lagerung des Werkstücks ausbilden. Auch hier ist es von Vorteil, wenn die Andrückeinheit 7 ortsfest in Bezug auf die Lünette gelagert ist.
Im Unterschied zu herkömmlichen Lünetten sind die Dämpfungsbacken 4 der Dämpfungseinheiten 1 dem rotierenden Werkstück 3 jeweils dynamisch nachführbar. Dies bedeutet, dass die Dämpfungsbacken 4 gerade nicht die Rotationsachse 8 des Werkstücks 3 festlegen, sondern, aufgrund der auf die Dämpfungsbacken 4 wirkenden Vorspannung, stetig der Oberfläche des Werkstücks 3 nachgeführt sind. Damit kann insbesondere ein Lagerspalt 13 zwischen dem Dämpfungsbacken 4 und dem Werkstück 3 dynamisch nachgeführt, bzw. in seiner Dicke konstant gehalten werden. Hierbei sind die Dämpfungsbacken 4 nicht in direktem Kontakt mit dem Werkstück, sondern es ist ein Fluidfilm zwischen dem rotierenden Werkstück 3 und dem jeweiligen Dämpfungsbacken 4 ausgebildet. Dieser Fluidfilm hat schwingungsdämpfende Eigenschaften.
In der 1 ist gut zu erkennen, dass das rotierende Werkstück 3 an zwei Stützflächen 11 von der Dämpfungseinheit 1 abgestützt ist. Bei dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel liegen diesen beiden Stützflächen 11 in einer radialen Querschnittsebene des Werkstücks 3 (Vgl. 2). Da die beiden Dämpfungsbacken 4 der Dämpfungseinheit 1 jeweils unabhängig voneinander in ihrer Position radial (in Bezug auf die Rotationsachse 8 des Werkstücks 3) einstellbar sind, können die beiden Stützflächen 11 unabhängig voneinander und dynamisch dem Werkstück 3 nachgeführt werden. Damit ist eine besonders effiziente Dämpfung von Schwingungen des Werkstücks 3 möglich.
Anhand der Querschnittsansicht der 2 ist auch gut vorstellbar, dass eine erfindungsgemäße Dämpfungseinheit so ausgestaltet werden kann, dass der mindestens eine Dämpfungsbacken, in Bezug auf die Rotationsachse 8 des Werkstücks 3, axial verschiebbar ausgestaltet werden kann. Bewegt sich beispielsweise das Werkzeug 2 in 2 in axialer Richtung der Rotationsachse 8, so kann der jeweilige Dämpfungsbacken 4 einer durch das Werkzeug 2 definierten Bearbeitungsstelle 9 am Werkstück 3 nachgeführt werden. Damit kann sichergestellt werden, dass die von der Dämpfungseinheit 1 bereitgestellte Schwingungsdämpfung stets an der Stelle der Bearbeitung zur Verfügung gestellt werden kann.
Um die Lagerspalte 13 zwischen den Dämpfungsbacken 4 und dem Werkstück 3 präzise einstellen zu können (Vgl. 2) und damit insbesondere die Dicke des sich ausbildenden Fluidfilms bestimmen zu können, kann die Dämpfungseinheit 1 insbesondere derart eingerichtet sein, dass einer oder die Dämpfungsbacken 4 in Bezug auf die Rotationsachse 8 des Werkstücks 3 radial positionierbar ausgestaltet sind. Mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel der 2 kann somit zusätzlich zu der dargestellten luftgefederten Lagerung mittels der Kolben 17 eine weitere Vorrichtung vorgesehen sein, mit der der jeweilige Dämpfungsbacken 4 und/oder die Andrückeinheit 7 radial positioniert werden kann. Diese Vorrichtung kann insbesondere hydraulisch ausgebildet sein.
Details der Ausgestaltung der Dämpfungsbacken 4 der Dämpfungseinheit 1 sind in den 3 und 4 gezeigt. Zur Ausbildung der hydrostatischen Lagerung des Werkstücks 3 zeigt jeder der Dämpfungsbacken 4 eine zu dem Werkstück hin offene und mit einem Fluid 6 befüllbare Drucktasche 12. Genauer ist bei dem in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel eine gekrümmte Gleitoberfläche 14 an dem Dämpfungsbacken 4 ausgebildet. Hierbei mündet ein Zuführkanal 10 außermittig in der gekrümmten Gleitoberfläche 14. Der Zuführkanal 10 ist beispielsweise bei dem in 4 gezeigten rechten Dämpfungsbacken der Dämpfungseinheit 1 aus 2 etwas nach links versetzt. Denn auf dieser Seite taucht das rotierende Werkstück 3 in die Drucktasche 12 ein, wenn das Werkstück 3 in 2 im Uhrzeigersinn rotiert. Durch diese spezifische Anordnung des Zuführkanals sind optimale Strömungsverhältnisse erzielbar, sodass die fluidische Lagerung ohne Abriss des Strömungsfilms sicher gewährleistet werden kann.
Die Gleitoberfläche 14 in den 3 und 4 weist darüber hinaus eine rahmenförmig ausgebildete Abströmfläche 16 auf. Diese umgibt die Drucktasche ringförmig und ist in als Teil der Gleitoberfläche 14 ausgebildet. Der innere Teil der Gleitoberfläche 14 ist gegenüber dieser Abströmfläche 16 abgestuft ausgebildet, wodurch die bereits erwähnte Drucktasche 12, die mit dem Fluid 6 über den Zuführkanal 10 befüllt und mit Druck beaufschlagbar ist, ausgebildet wird.
Von großem Vorteil bei den in den 3 und 4 gezeigten Dämpfungsbacken 4 ist zudem, dass diese von der jeweiligen Andrückeinheit 7 abnehmbar ausgestaltet sind. Denn somit kann durch Austauschen von Dämpfungsbacken 4 mit unterschiedlich stark gekrümmten Gleitoberflächen 14 jeweils ein geeigneter Lagerspalt 13 zu rotierenden Werkstücken 3 mit unterschiedlichen Außendurchmessern ausgebildet werden. Ein solcher Austausch kann beispielsweise auch dann erforderlich werden, wenn sich der Umfang des Werkstücks 3, aufgrund der Drehbearbeitung, zu stark verringert.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, die jedoch in den Figuren nicht gezeigt ist, sieht vor, dass zur Ausbildung der hydrostatischen Lagerung des Werkstücks 3 an einem Dämpfungsbacken 4 auch mehrere hydrostatische Lagerstellen 15 ausgebildet werden können. Mit Blick auf die 3 und 4 kann somit ein Dämpfungsbacken 4 auch mehrere Zuführkanäle 10 aufweisen, die jeweils in erfindungsgemäßen Drucktaschen 12 münden. Somit kann also jede dieser mit Druck beaufschlagbaren Drucktaschen 12 eine jeweilige hydrostatische Lagerstelle 15 ausbilden.
Durch die Ausbildung des Fluidfilms zwischen dem Dämpfungsbacken 4 (genauer zwischen der Gleitoberfläche 14, noch genauer zwischen der Abströmfläche 16) und dem rotierenden Werkstück 3 stellt die Dämpfungseinheit 1 einen effizienten Mechanismus zur Dämpfung von Schwingungen bereit. Denn die Schwingungen können in dem Fluidfilm abgebaut werden. Es kann jedoch zusätzlich vorgesehen sein, dass über die von dem Fluid 6 bereitgestellte Dämpfung hinaus, weitere Mittel zur Dämpfung von Schwingungen des Dämpfungsbackens 4 und damit auch des Werkstücks 3 ausgebildet sind. Diese weiteren Mittel können beispielsweise als Dämpfungselemente im Bereich der beiden Führungen 18 oder des Kolbens 17 innerhalb der Andrückeinheit 7 ausgebildet sein (vgl. 2).
Mit dem erfindungsgemäßen Dämpfungskonzept ist es ohne weiteres auch möglich, dass insbesondere drei Dämpfungsbacken 4 um ein rotierendes Werkstück 3 herum angeordnet werden, wobei die Dämpfungsbacken 4 jeweils in ihrer radialen, vorzugsweise und auch in ihrer axialen, Position unabhängig voneinander einstellbar ausgeführt werden können. Hierzu ist es besonders vorteilhaft, die jeweiligen Dämpfungsbacken 4 bzw. die jeweiligen Andrückeinheiten 7, an denen die Dämpfungsbacken 4 beweglich gelagert sind, an einer gemeinsamen Tragkonstruktion 24 zu befestigen. Denn damit ist es möglich, dass durch Verfahren der Tragkonstruktion 24 die Dämpfungsbacken 4 in axialer Richtung gemeinsam verfahren werden können. Damit kann also die gesamte fluidische Dämpfung, die durch die Dämpfungseinheit ausgebildet wird und mehrere Stützflächen 11 aufweisen kann, entlang des rotierenden Werkstücks verfahren werden und insbesondere einer Bearbeitungsstelle 9 folgen, wie dies in 2 beispielhaft angedeutet ist.
Die 2 offenbart auch eine besonders vorteilhafte Anordnung von zwei Dämpfungsbacken 4 einer erfindungsgemäßen Dämpfungseinheit 1. Denn die beiden Dämpfungsbacken 4 sind asymmetrisch an dem Umfang des Werkstücks 3 angeordnet und zwar derart, dass eine gegenüberliegende Stelle des Werkstücks (die Bearbeitungsstelle 9) zur Bearbeitung mit dem Werkzeug 2 freiliegt. Wie anhand der Querschnittsansicht der 2 zu erkennen ist, sind dabei die beiden Dämpfungsbacken 4 in Bezug auf die Bearbeitungsstelle 9 asymmetrisch angeordnet (nämlich in zehn Uhr und vierzehn Uhr Stellung).
Eine zumindest annähernd gute Dämpfung kann aber auch nur mit einem einzigen Dämpfungsbacken 4 erzielt werden. In diesem Fall ist es vorzuziehen, den Dämpfungsbacken 4 der Bearbeitungsstelle 9 diametral gegenüber an dem Werkstück 3 anzuordnen.
Schließlich lässt sich anhand der 2 auch das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur Reduzierung von Schwingungen eines Werkstücks nachvollziehen. Denn erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an einer Drehbearbeitungsmaschine eine Dämpfungseinheit ausgebildet ist, wobei diese Dämpfungseinheit insbesondere wie zuvor beschrieben ausgebildet sein kann, und dass mindestens ein Dämpfungsbacken 4, der ein Fluidlager 5 ausbildet, mit einer Vorspannung von weniger als 6 bar, besonders bevorzugt von weniger als 4 bar, gegen das Werkstück 3 gepresst wird.
Ein solch moderater Anpressdruck ist nicht ausreichend, um beispielsweise die Rotationsachse 8 des Werkstücks 3 festzulegen. Vielmehr soll durch diese geringen Drücke lediglich sichergestellt werden, dass sich zwischen dem Dämpfungsbacken 4 (genauer dessen Gleitoberfläche 14) und dem Werkstück 3 stets eine ununterbrochene Fluidströmung ausbildet, sodass eine fluidische Lagerung des Werkstücks mit den zuvor erwähnten Dämpfungseigenschaften sicher ausgebildet wird. Mit Bezug auf das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel kann somit insbesondere der mit Bezugszeichen 17 versehene Kolben, mit dem der Dämpfungsbacken 4 starr verbunden ist, mit einem pneumatischen oder auch hydraulischen Druck von etwa vier bis sechs bar während der Bearbeitung des Werkstücks 3 beaufschlagt werden, um eine erfindungsgemäße gefederte (also gegen eine Vorspannung auslenkbare) radial bewegliche Lagerung des Dämpfungsbackens 4 zu realisieren.
Die 5 zeigt eine erfindungsgemäß ausgestaltete Werkzeugmaschine 19 mit einer in axialer Richtung des Werkstücks 3 verfahrbar ausgestalteten Werkstückspindel 21. Das Werkstück 3, welches zwischen einem Spindelkopf 22 der Werkstückspindel 21 und einem Reitstock 23 fixiert ist, kann mitsamt der Werkstückspindel 21 und dem Reitstock 23 axial verfahren werden und so mithilfe des stationär ausgebildeten Werkzeugrevolvers 20 drehbearbeitet werden.
Die Werkzeugmaschine 19 weist zudem eine erfindungsgemäß ausgestaltete Dämpfungseinheit 1 auf, bei der zwei separate Andrückeinheiten 7, jeweils mit zugehörigen Dämpfungsbacken 4, an einer gemeinsamen Tragkonstruktion 24 angeordnet sind. Die Tragkonstruktion 24 und damit die gesamte Dämpfungseinheit 1 kann in axialer Richtung des Werkstücks 3 verfahren werden.
Zusammenfassend wird bei einer Drehbearbeitungsmaschine zum Bearbeiten eines rotierenden Werkstücks 3 vorgeschlagen, eine Dämpfungseinheit 1 auszubilden, die sich dadurch auszeichnet, dass mindestens eine fluidische Lagerung 5 ausgebildet ist, die mit Hilfe einer Vorspannung dem Werkstück 3 bei Schwingungen desselben, dynamisch nachführbar ist. Hierzu kann insbesondere ein Dämpfungsbacken 4 vorgesehen sein, der mit Hilfe einer Drucktasche 12 die fluidische Lagerung 5 ausbildet und der, insbesondere unabhängig von einer bei der Drehbearbeitung genutzten Rotationsachse, relativ zu dem Werkstück 3 und/oder relativ zu einem Werkzeug 2 der Drehbearbeitungsmaschine federnd gelagert ist.
Bezugszeichenliste

1: Dämpfungseinheit
2: Werkzeug
3: Werkstück
4: Dämpfungsbacken
5: Lagerung
6: Fluid
7: Andrückeinheit
8: Rotationsachse
9: Bearbeitungsstelle
10: Zuführkanal
11: Stützfläche
12: Drucktasche
13: Lagerspalt
14: Gleitoberfläche
15: Lagerstellen
16: Abströmfläche
17: Kolben
18: Führung
19: Drehbearbeitungsmaschine
20: Werkzeugrevolver
21: Werkstückspindel
22: Spindelkopf
23: Reitstock
24: Tragkonstruktion

Claims

Dämpfungseinheit (1) zur Verwendung bei einer Drehbearbeitungsmaschine mit mindestens einem zur Dämpfung eines rotierenden Werkstücks (3) vorgesehenen Dämpfungsbacken (4), welcher eine Lagerung (5) des Werkstücks (3) mit Hilfe eines Fluids (6) ausbildet, wobei der Dämpfungsbacken (4) gegen eine Vorspannung auslenkbar gelagert ist.
Dämpfungseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den mindestens einen Dämpfungsbacken (4) eine Andrückeinheit (7) ausgebildet ist, die die Vorspannung, insbesondere pneumatisch, hydraulisch, elektromagnetisch, piezoelektrisch oder mittels einer mechanischen Feder, erzeugt, insbesondere sodass ein mit dem Fluid (6) gefüllter Lagerspalt (13) zwischen dem Dämpfungsbacken (4) und dem Werkstück (3) dynamisch einstellbar ist, vorzugsweise wobei der mindestens eine Dämpfungsbacken (4) gegenüber der Andrückeinheit (7), besonders bevorzugt linear, beweglich gelagert, insbesondere luftgelagert, ist und/oder wobei die Andrückeinheit (7) gegenüber der Drehbearbeitungsmaschine ortsfest gelagert oder positionierbar ist.
Dämpfungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinheit (1) in axialer Richtung des Werkstücks (3) verfahrbar ist und/oder dass Dämpfungseinheit (1) mindestens zwei Dämpfungsbacken (4) aufweist, die jeweils eine Lagerung (5) des Werkstücks (3) mit Hilfe eines Fluids (6) ausbilden, wobei die mindestens zwei Dämpfungsbacken (4) unabhängig voneinander gegen eine Vorspannung auslenkbar gelagert sind.
Dämpfungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Vorspannung der Dämpfungsbacken (4) dem Werkstück (3) in radialer Richtung, in Bezug auf eine Rotationsachse (8) des Werkstücks (3), dynamisch nachführbar oder nachgeführt ist und/oder dass eine Lünette vorgesehen ist, die, insbesondere mittels einer hydrostatischen Lagerung (5), eine oder die Rotationsachse (8) des Werkstücks (3) festlegt, vorzugsweise wobei die Andrückeinheit (7) ortsfest in Bezug auf die Lünette ist.
Dämpfungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinheit (1) das Werkstück (3) an mindestens zwei Stützflächen (11) abstützt, vorzugsweise wobei die mindestens zwei Stützflächen (11) in einer radialen Querschnittsebene des Werkstücks (3) liegen, besonders bevorzugt wobei die mindestens zwei Stützflächen (11) unabhängig voneinander in Ihrer Position radial einstellbar und/oder radial und dynamisch dem Werkstück (3) nachführbar oder nachgeführt sind.
Dämpfungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dämpfungsbacken (4) und/oder die Andrückeinheit (7) in Bezug auf eine oder die Rotationsachse (8) des Werkstücks (3) radial, insbesondere hydraulisch, positionierbar ausgestaltet ist, insbesondere sodass ein Lagerspalt (13) zwischen dem mindestens einen Dämpfungsbacken (4) und dem Werkstück (3) einstellbar ist und/oder dass das Fluid (6) eine Flüssigkeit, insbesondere ein Kühlschmierstoff, ist und/oder dass das Lager (5) ein hydrostatisches Lager (5) ist.
Dämpfungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dämpfungsbacken (4) zur Ausbildung einer hydrostatischen Lagerung (5) mindestens eine zu dem Werkstück (3) hin offene, mit einem Fluid (6) befüllbare und vorzugsweise mit Druck beaufschlagbare Drucktasche (12) aufweist und/oder dass der mindestens eine Dämpfungsbacken (4) zur Ausbildung eines Lagerspalts (13), insbesondere im Bereich der Drucktasche (12), eine gekrümmte Gleitoberfläche (14) aufweist, insbesondere wobei eine Abströmfläche gebildet ist, die den Lagerspalt (13) zum Werkstück (3) hin ausbildet und die Drucktasche (12) ringförmig umgibt, und/oder dass der mindestens eine Dämpfungsbacken (4) von der Dämpfungseinheit (1), insbesondere der Andrückeinheit (7), abnehmbar ausgestaltet ist.
Dämpfungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung einer oder der hydrostatischen Lagerung (5) des Werkstücks (3) an dem mindestens einen Dämpfungsbacken (4) mehrere hydrostatische Lagerstellen (15) ausgebildet sind, vorzugsweise wobei an jeder Lagerstelle (15) eine separate mit einem Fluid (6) befüllbare und mit Druck beaufschlagbare Drucktasche (12) ausgebildet ist und/oder dass die Dämpfungseinheit (1) mittels mindestens eines Schwingungsdämpfers von der Drehbearbeitungsmaschine (1) mechanisch entkoppelt ist, insbesondere sodass die Übertragung von Schwingungen der Dämpfungseinheit (1) auf die Drehbearbeitungsmaschine verringert wird.
Dämpfungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dämpfungsbacken (4) mittels der Vorspannung in Bezug auf das Werkstück (3) und/oder die Drehbearbeitungsmaschine federnd gelagert ist, vorzugsweise wobei, insbesondere über die von dem Fluid (6) bereitgestellte Dämpfung hinaus, Mittel zur Dämpfung von Schwingungen des Dämpfungsbackens (4) und damit des Werkstücks (3) ausgebildet sind.
Dämpfungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei, vorzugsweise drei, Dämpfungsbacken (4) der Dämpfungseinheit (1) in einer gemeinsamen Querschnittsebene angeordnet sind, insbesondere wobei diese Dämpfungsbacken (4) in ihrer jeweiligen radialen, vorzugsweise und axialen, Position unabhängig voneinander einstellbar sind und/oder einzeln dem Werkstück (3) radial und dynamisch nachführbar oder nachgeführt sind.
Dämpfungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Dämpfungsbacken (4) der Dämpfungseinheit (1) derart, insbesondere asymmetrisch, an einem Umfang des Werkstücks (3) angeordnet sind, dass eine gegenüberliegende Stelle des Werkstücks (3) zur Bearbeitung frei liegt, vorzugsweise wobei die mindestens zwei Dämpfungsbacken (4) symmetrisch zu einer Bearbeitungsstelle (9) angeordnet sind oder dass ein Dämpfungsbacken (4), insbesondere der mindestens eine Dämpfungsbacken (4), diametral zu einer Bearbeitungsstelle (9) am Werkstück (3) angeordnet ist.
Drehbearbeitungsmaschine (19) mit einer Dämpfungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Drehbearbeitungsmaschine (19) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dämpfungsbacken (4), insbesondere die gesamte Dämpfungseinheit (1), in Bezug auf eine Rotationsachse (8) des Werkstücks (3) gegenüber der Drehbearbeitungsmaschine, vorzugsweise bei Kontaktierung des Werkstücks durch den mindestens einen Dämpfungsbacken (4) vermittelt durch das Fluid (6), axial und/oder radial verschiebbar ausgestaltet ist, insbesondere derart, dass der mindestens eine Dämpfungsbacken (4), insbesondere mehrere Dämpfungsbacken (4), einer wandernden Bearbeitungsstelle (9) am Werkstück (3) nachführbar ist / sind.
Drehbearbeitungsmaschine (19) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (3) in axialer Richtung relativ zu der Dämpfungseinheit (1) und/oder relativ zu einem, insbesondere stationären, Werkzeugrevolver (20) der Drehbearbeitungsmaschine (19) verfahrbar ist.
Drehbearbeitungsmaschine (19) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbearbeitungsmaschine mindestens zwei Dämpfungsbacken (4) aufweist, die an einer gemeinsamen Tragkonstruktion (24) befestigt sind, insbesondere wobei die Tragkonstruktion (24) in axialer Richtung gegenüber der Drehbearbeitungsmaschine verfahrbar ist.
Verfahren zur Reduzierung von Schwingungen eines Werkstücks, das auf einer Drehbearbeitungsmaschine (19), insbesondere mit einer Dämpfungseinheit (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, bearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein oder der mindestens eine ein Fluid-Lager (5) ausbildender Dämpfungsbacken (4) mit einer Vorspannung von weniger als 6 bar, vorzugsweise von weniger als 4 bar, gegen das Werkstück (3) gepresst wird, insbesondere sodass der Dämpfungsbacken bei Schwingungen des Werkstücks gegen die Vorspannung ausgelenkt wird, und/oder dass eine Vorspannung, mit der mindestens ein oder der mindestens eine ein Fluid-Lager (5) ausbildender Dämpfungsbacken (4) an das Werkstück (3) gepresst wird, so gewählt wird, dass sich stets, auch bei Schwingungen des Werkstücks (3), eine ununterbrochene, insbesondere turbulente, Strömung in dem Fluid-Lager (5) ausbildet.