Werkzeugmaschinen unterliegen während der Bearbeitung Schwingungen die bei ungünstiger
Anregung und in Abhängigkeit der strukturdynamischen Eigenschaften der Maschinenstruktur
problematisch sein können. Um daher schädliche Schwingungen zu vermeiden oder zu bedämpfen
kommen neben prozessseitigen und strukturellen Maßnahmen auch dynamische Zusatzsysteme in Frage
die in der Lage sind Schwingungsenergie zu dissipieren (passive Systeme) oder durch
gegenphasige Regelkräfte der Schwingung entgegenzuwirken (aktive Systeme). Kostengünstige
passive Systeme eignen sich gut zum Einsatz in Werkzeugmaschinen. Deren Auslegung und
Inbetriebnahme ist aktuell jedoch weder flexibel noch automatisiert möglich und daher
zeitintensiv. In dieser Arbeit wurde daher eine praxistaugliche Methodik erarbeitet um den
Einsatz passiver Zusatzsysteme von der Auslegung über die optimale Positionierung dieser
Systeme bis hin zur Inbetriebnahme stark zu erleichtern und zu automatisieren. Dabei wird
darauf zurückgegriffen dass in der Praxis aufgrund der Durchdringung des Entwicklungsprozesses
mit rechnergestützten Methoden häufig FEM-Modelle der Maschinenstrukturen vorliegen. Diese
FEM-Modellinformationen lassen sich effizient im gesamten Auslegungsprozess nutzen. Zunächst
wird eine energiebasierte Systemreduktionsmethode vorgestellt mit der die Bestimmung eines für
die Auslegung nötigen vereinfachten Schwingsystems flexibel möglich ist. Anschließend wird das
Konzept des Mehrmassendämpfers vorgestellt und behandelt. Dieses System aus gemeinsam und
aufeinander abgestimmten Einzelmassen wird analytisch a-priori berechnet. Es lässt sich auf der
Maschinenstruktur räumlich verteilen wobei optimale Anbindungspositionen automatisch bestimmt
werden. Die Arbeit schließt mit der praktischen Umsetzung von Mehrmassendämpfern und deren
messtechnischer Verifikation sowie Erprobung in einer Werkzeugmaschine. Die hier vorgestellte
Methodik ermöglicht die flexible Auslegung eines robusten Dämpfersystems mit einer großen
Anzahl räumlich verteilter Einzelmassen. Durch die automatische Integration in
FEM-Berechnungsmodelle kann eine gute simulative Prognose der verbesserten dynamischen
Eigenschaften durch den Einsatz von schwingungsdämpfenden Zusatzsystemen erfolgen. Mithilfe
einer inversen Auslegungsmethode des Dämpfersystems basierend auf zuvor erfassten mechanischen
Eigenschaften geeigneter Koppelelemente entfallen außerdem zeitintensive Anpassungen während
der Inbetriebnahme.
