Spindelschutz Kollisionsschutz verhütet teure Maschinenschäden

Autor / Redakteur: Peter Königsreuther / Peter Königsreuther

Fehler passieren auch im Maschinenbau immer wieder. Damit diese bei der spanenden Bearbeitung nicht zwangsläufig zu erheblichen Schäden an Motorspindeln, Spindellagern und anderen sensiblen Komponenten führen, gibt es zur Schadensbegrenzung ein schnell reagierendes Permanentmagnet-System.

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Das kann teuer werden: Crash einer Frässpindel mit dem Wekstück – Jakob Antriebstechnik liefert mit dem permanentmagnet-basierten System MS³ jetzt die effektive Schadensprävention.
Das kann teuer werden: Crash einer Frässpindel mit dem Wekstück – Jakob Antriebstechnik liefert mit dem permanentmagnet-basierten System MS³ jetzt die effektive Schadensprävention.
(Bild: Jakob)

Viele Ursachen führen zu Kollisionen: Außer Programmierfehlern, falsch definierten Werkzeugen oder übersehener Störkonturen, gehört auch unbeabsichtigtes Verfahren in Eilgeschwindigkeit dazu. Das Problem bleibt dabei stets das Gleiche: Kraftspitzen bis 100 kN bedrohen die Spindellager und andere Systeme der Maschine.

Kollisionsschutz reagiert schneller als Maschine

Gebrochene Werkzeuge oder zerstörte Werkzeugaufnahmen sind in einem solchen Fall noch zu verschmerzen. Ernsthafte Schäden an der Motorspindel schon nicht mehr. Davor schützt laut Jakob Antriebstechnik das MS³-Systems. Es sei zwar teuer, aber der Einbau könne sich bereits nach Verhinderung einer massiven Kollision mehr als amortisieren, weil schon die Instandsetzung einer Anlage schnell einen fünfstelligen Betrag koste – vom Ausfall der Maschine ganz zu schweigen.

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Die Maschine nach dem Crash sofort wieder nutzen

Mechanische Schutzsysteme, zu denen auch das MS³ zählt, entfalten laut Jakob ihre Wirkung noch bevor die Maschinensteuerung über elektronische Prozessüberwachungssysteme reaktionszeitbedingt bremst, reversiert und ein Stehen der Vorschubachsen zur Crashverhinderung einleiten kann. Das System werde vom Hersteller auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasst: so müssten die Haltekraft der Magnete sowie die Geometrie des Systems an die Motorspindel angepasst werden.

Permanentmagnete reagieren axial und radial

Durch das spezielle Permanentmagnetsystem reagiert das MS³ sowohl auf axiale als auch auf radiale Kollisionen, sagt Jakob. Gleichzeitig gewährleiste es eine hohe Steifigkeit bei der Bearbeitung und ermögliche nach Crash und Austausch des beschädigten Werkzeuges in der Regel den weiteren Einsatz der Maschine, was nicht zuletzt durch die selbst zentrierende Konstruktion als Doppelflanschsystem möglich sei.

Das System findet selbst wieder zum Ausgangspunkt

Beim Überschreiten der Haftkraft trennt das Magnetsystem die werkzeugmaschinen- und motorspindelseitig installierten Flansche, erklären die Jakob-Spezialisten. Mit dem Ablösen des motorspindelseitigen Flansches und wachsendem Luftspalt, nehme die Magnetkraft rapide ab. Nach der Trennung stützen radial angeordnete und maschinenseitig verankerte Druckfederelemente alles ab und übernehmen die schwimmende Führung des motorseitigen Flansches. Die Federn wirken gegen die Auslenkrichtung und ermöglichen es der Motorspindel um einen vordefinierten Winkel auszuschwenken. Schmutz, Schmierstoffe und Späne sind stets unkritisch.

Motorspindelschutz kann begutachtet werden

Näherungsschalter erfassen stets die Auflagesituation der Flansche und senden im Kollisionsfall ein Notaus-Signal an die Maschinensteuerung. Danach kann die Motorspindel vom Kollisionsort frei fahren. Durch die Druckkraft der Federn und die selbst zentrierende Trennstelle richtet sich das System zuverlässig und genau (Genauigkeit < 0,01 mm) wieder auf seinen Ursprung aus, die Spindel muss auch nach einem Crash nicht neu justiert werden.

Das Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) der Technischen Universität Darmstadt hat das System in einer Referenzanwendung in einer Fräsmaschine verbaut. Nach Absprache mit dem Hersteller können Interessenten das MS³ dort begutachten.

MM

* Weiter Informationen: Jakob Antriebstechnik GmbH in 63839 Kleinwallstadt, Tel. (0 60 22) 22 08-49, a.jakob@jakobantriebstechnik.de, www.jakob-gruppe.de

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