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Fraunhofer-Allianz Adaptronik

Einstellbare Steifigkeit

Bild 1: Prinzipskizze

Durch Rotation zweier Bauteile zueinander ist die dazwischen angeordnete Steifigkeit einstellbar. Ein elastischer Ring, an den beiden Strukturen angebunden sind, dient dabei als Federelement. Durch die auf dem Ring rotationssymmetrisch verteilten Anbindungen wirkt dieser ähnlich mehrerer parallel geschalteter Biegebalken. Durch die Rotation der einen Struktur zur anderen wird die Lage der Anbindungspunkte relativ zueinander verändert (Winkel φ), wodurch sich die freie Länge der „einzelnen Balken“ ändert. Hierdurch werden in axialer Richtung große Steifigkeitsänderungen erreicht.

Das Federelement ist skalierbar und verhält sich über den Federweg linear. Bei einem Ringaußendurchmesser von 100 mm und einer Ringstärke von 1,5 mm wurden Messungen bis 3000 N durchgeführt. Eingesetzt wird das Federelement zur Realisierung von adaptiven Schwingungstilgern. Denkbar ist außerdem der Einsatz als einstellbares Lager oder als einstellbare mechanische Anbindung in Prüfständen.

Bild 2: Adaptiver Tilger mit Wanderwellenmotor (32 Hz - 137 Hz)
Bild 3: Steifigkeit über Einstellwinkel für verschiedene Ringdicken