Entwicklung und Analyse thermoelektrischer Temperiersysteme für Werkzeugmaschinen

Bei der spanenden Bearbeitung wird ein hoher Anteil der geometrischen Bauteilfehler durch thermisch bedingte Tool-Center-Point (TCP)-Verlagerungen der eingesetzten Werkzeugmaschinen (WZM) verursacht. Die Zielstellung dieser Arbeit besteht in einer Steigerung der thermischen Stabilität von WZM-Komponenten sowie in einer Reduktion von thermisch bedingten TCP-Verlagerungen durch bedarfsorientierte Temperierung. Als Lösungsansatz wird die Nutzung der Thermoelektrik in WZM fokussiert. Das entwickelte Adaptive Kühlsystem mit thermoelektrischen Generatoren vereint den Ansatz eines volumenstromgeregelten Kühlsystems mit der Nutzung systeminhärenter Energie durch Rekuperation thermischer Verluste. Das entwickelte Geregelte Temperiersystem mit Peltierelementen besitzt die Fähigkeit, durch eine Regelung des elektrischen Peltier-Stroms die Wärmeabfuhr und damit den thermischen Gesamtwiderstand des Kühlsystems lastabhängig anzupassen. Das System ermöglicht die Realisierung eines Kühl- und Heizbetriebs. Die Ergebnisse zeigen, dass die Nutzung der Thermoelektrik zur Verbesserung des thermoelastischen Verhaltens von WZM einen vielversprechenden Lösungsansatz darstellt.