Synthese nachgiebiger Mechanismen in der Kraftmess- und Wägetechnik für Präzisionsanwendungen

Prof. L. Zentner
Hannes Jahn, M. Sc.

Stand der Forschung

Nachgiebige Mechanismen mit Festkörpergelenken weisen aufgrund ihrer Vorteile ein breites Anwendungsspektrum für hochgenaue Messsysteme in der Kraftmess- und Wägetechnik (KMWT) auf. Nach derzeitigem Stand sind keine Synthesemethoden bekannt, die auf die Gestaltung nachgiebiger Mechanismen in der KMWT abzielen. Es existieren jedoch einige allgemeine Ansätze und Richtlinien in Bezug auf die Synthese nachgiebiger Mechanismen, vorwiegend aus der Präzisionstechnik, welche bedingt Anwendung in der KMWT finden könnten. Nicht vernachlässigbare Einflüsse auf die Genauigkeit nehmen elastische Nachwirkungen und thermische Störungen, wodurch zeitlich abhängige Deformationen und temperaturabhängige Materialeigenschaften hervorgerufen werden. In derzeitigen Synthesemethoden werden diese Effekte zumeist nicht berücksichtigt. Es bedarf der Forschung, um diese Lücke zu schließen und damit die Genauigkeit und zeitliche Unabhängigkeit von Messvorgängen zu verbessern.

Zielstellung

Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung und experimentelle Validierung von modellbasierten Synthesemethoden und Syntheserichtlinien für nachgiebige Mechanismen in der Kraftmess- und Wägetechnik. Erstmals soll ein analytisches Modell auf Basis der grundlegenden Erforschung physikalischer Effekte, wie elastische Nachwirkungen und Temperaturabhängigkeiten gebildet werden. Anhand der Analyse des Forschungsstandes wird deutlich, dass zwar Syntheseansätze für nachgiebige Mechanismen existieren, jedoch nach derzeitigem Kenntnisstand nicht für Verformungskörper in der Kraftmess- und Wägetechnik. Mit Hilfe neuer Synthesemethoden und richtlinien sollen bekannte Mechanismenstrukturen bewertet und dann auch neuartig strukturierte Mechanismen entwickelt werden.

Abbildung: https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00023010

Projektpartner

TU Ilmenau - FG Nachgiebige Systeme
TU Ilmenau - FG Prozessmesstechnik

Projektdauer

01/2021 - 01/2024

Förderung

DFG – Deutsche Forschungsgemeinschaft; Projekt: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/461797997
DFG - Geschäftszeichen: ZE714/22-1