Entwicklung einer auf Druckluft basierenden Methode zur Lärmminderung an rotierenden Werkzeugen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Uwe Heisel
• Subject Area: Metal-Cutting and Abrasive Manufacturing Engineering
• Term: from 2008 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 80176776

Neben der Einhaltung der aktuellen EU-Maschinenrichtlinie 98/37/EG sind insbesondere auch wirtschaftliche Gründe dafür verantwortlich, geeignete Maßnahmen zur Lärmminderung an Maschinen und Anlagen durchzuführen. Neben direkten Genesungskosten entstehen in lärmbelasteten Bereichen höhere Lohnkosten sowie höhere Ausfallraten, was eine geringere Produktivität bedingt. Hinzu kommen enorme Kosten für Lärmbekämpfungsmaßnahmen. Ziel des hier beantragten Vorhabens ist die Entwicklung einer Methode, die es ermöglicht, zur Lärmminderung an Werkzeugmaschinen Druckluft einzusetzen. Ziel ist es, die Strömungscharakteristik, die sich aufgrund des rotierenden Werkzeugs bzw. der Spindel ausbildet, durch Einblasen von Druckluft zur Reduzierung der Schallemission zu beeinflussen. Erste Voruntersuchungen ergaben unter Einsatz der druckluftbasierten aktiven Lärmminderung eine Reduktion der Geräuschemission von über 5 dB.Das Ziel im 1. Förderjahr besteht darin, an mehreren Standardwerkzeugen die jeweilige Strömungscharakteristik im Leerlauf der die rotierenden Bauteile umgebenden Luft experimentell zu erfassen und durch Simulationen zu visualisieren. Anschließend werden durch Simulationen verschiedene Varianten von Düsensystemen zur Strömungsbeeinflussung für eine reduzierte Lärmemission entwickelt und getestet. Im 2. Förderjahr werden erste Düsensysteme entwickelt und realisiert. Diese werden anschließend an vorhandenen Werkzeugmaschinen erprobt bzw. ihre Wirksamkeit anhand bereits erfolgter Untersuchungen ohne Druckluftüberlagerung verifiziert. Im 3. Förderjahr werden die bisher ermittelten Ergebnisse und Erkenntnisse auf Zerspanungsprozesse übertragen. Das Vorhaben schließt mit energetischen Betrachtungen hinsichtlich der Drucklufterzeugung in Bezug auf die erreichte Lärmreduzierung.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr.-Ing. Thomas Stehle