Aktive Schwingungssysteme

Schwingungen treten in allen rotierenden Maschinen auf und sind oftmals ungewollt oder sogar störend. Passive Maßnahmen, wie eine Schwingungsisolierung über Federn und Dämpfer, haben nur eine begrenzte Leistungsfähigkeit (Gewicht, Frequenzbereich). Wir forschen deshalb an geregelten Systemen zur aktiven Schwingungsreduktion deren Leistungsfähigkeit weit über die von rein passiven Maßnahmen hinausgehen.

Aktives Wälzlager mit monolithisch gefertigtem Lagerrahmen

Als ein Forschungsthema sind aktive Lagerungen der Rotoren zu nennen, die die heute eingesetzten Quetschöldämpfer ersetzen sollen. Mithilfe von piezoelektrisch aktuierten Wälzlagern können unwuchterregte Rotorauslenkungen und –kräfte stark reduziert werden. Vorteile sind leisere Maschinen und erhöhte Lagerlebensdauern. Wichtig bei diesen mechatronischen Systemanwendungen ist aber auch nicht zuletzt die Erschließung von Zusatzpotenzialen. So kann beispielsweise die Aktorik und Sensorik von aktiven Lagerungen zur Durchführung einer Fehlerdiagnose und Fehlererkennung genutzt werden.

Ein weiteres Forschungsthema am IMS ist ein System zur aktiven Reduktion von Schwingungen aus Hochleistungsplanetengetrieben. Zukünftige Getriebe-Turbofan Triebwerke werden mithilfe solcher Getriebe deutliche Effizienzsteigerung im Vergleich zum Stand der Technik erreichen. Mithilfe eines Systems zur aktiven Schwingungsreduktion kann ein gesamtoptimaler Entwurf des Hochleistungsplanetengetriebes erreicht werden indem das konventionelle Spannungsfeld zwischen Lebensdauer, Wirkungsgrad und Schwingungsanregung teilweise aufgelöst wird.

Forschungsschwerpunkte:

Aktive Piezolager

Aktive Schwingungsunterdrückung für Planetengetriebe

Piezoelektrische Inertialmassenaktoren

Aktive Magnetlagerung