Getriebetechnik und Kinematik
In der Gruppe Getriebetechnik und Kinematik wird die innovative Anwendung von Methoden aus der Mechanismen- und Bewegungstechnik erforscht. Dies umfasst Forschungsprojekte zur Nutzung neuer Technologien bei der Auslegung mechatronischer Bewegungssysteme, zur detaillierten kinematischen Analyse von neuen Strukturen und zur Anwendung von Getrieben unter neuen Anforderungen.
Dabei werden sowohl interdisziplinäre Grundlagenprojekte, als auch Forschungsprojekte mit Industriepartnern durchgeführt.
Der typische Entwicklungsprozess eines Getriebes beginnt mit der Struktursynthese. Anschließend wird der Mechanismus in der Maßsynthese ausgelegt und iterativ hinsichtlich der Kinetostatik und Dynamik dimensioniert. Nach der Auswahl der Antriebe, kann die Prototypenfertigung folgen. Durch dieses systematische Vorgehen können auch neue, spezialisierte Lösungen gefunden werden, die bei einem heuristischen Vorgehen verborgen blieben. Insbesondere bei völlig neuen Anwendungen mit komplexen Anforderungen, ist dieses Vorgehen unerlässlich.
Bei der Struktursynthese geht es um die systematische Entwicklung von kinematischen Ketten, die prinzipiell zur Lösung der gegebenen Bewegungsaufgabe geeignet sind. Insbesondere in wenig erforschten Anwendungsfeldern ist es sinnvoll, alle möglichen Lösungen zu untersuchen. Aus der Anwendung ergeben sich Anforderungen und Bewertungskriterien anhand derer schließlich die besten Strukturen ausgewählt werden können. Dazu gehören die Einteilung in Führungs- oder Übertragungsgetriebe, der Freiheitsgrad, die Anzahl der Glieder und Gelenke und andere Merkmale.
Die Maßsynthese ist eine klassische Aufgabe der Getriebetechnik und es existieren eine Vielzahl analytischer und numerischer Verfahren. Durch Optimierungsverfahren, kombinierte Verfahren, interaktive Software und aufgabenspezifische Softwareprogramme lassen sich die Möglichkeiten der Methoden ausreizen und optimale Lösungen finden. Zusätzlich werden am IGMR die Auslegung des Antriebssystems, die Aufgabenplanung oder die Steifigkeitsmodellierung in die Synthese mit einbezogen, um eine ganzheitliche Lösung zu finden.
Häufig werden bestehende Getriebelösungen nicht modifiziert, auch wenn sich die Randbedingungen oder umliegenden Bauteile verändern. Dabei bietet die Getriebeanalyse die Möglichkeit weiteres Optimierungspotential aufzudecken. Bei steigenden Anforderungen kann auch die Analyse des Toleranzmanagements oder die Verwendung eines neuen Antriebskonzepts zielführend sein.
