Sicherungssystem Ultraflache Stellmuttern halten hohen Belastungen stand

Redakteur: Stefanie Michel

Bei angetriebenen Werkzeugen und Arbeitsspindeln im Maschinen- und Werkzeugbau steigt stetig die Drehzahl, während der Bauraum kleiner wird. Einfache Wellenmuttern oder Systeme mit radialer Sicherung stoßen oft an ihre Grenzen. Spieth hat dafür ultraflache Stellmuttern entwickelt.

Firmen zum Thema

Angetriebenes Werkzeug mit ultraflacher Stellmutter
Angetriebenes Werkzeug mit ultraflacher Stellmutter
(Bild: Spieth-Maschinenelemente)

Um ein maximales Zeitspanvolumen und damit die höchste Produktivität zu erreichen, arbeiten moderne Bearbeitungszentren mit hohen Drehzahlen und hohen Schnittparametern. Besonders beim Hochgeschwindigkeitszerspanen, dem High Speed Cutting (HSC), entstehen durch die starke Dynamik beim Beschleunigen und Abbremsen enorme Belastungen. Auch bei diesen Anforderungen müssen hochwertige Arbeitsspindeln eine maximale Präzision, Laufruhe, lange Lebensdauer und einfache Wartung gewährleisten. Zusätzlich sollen die Spindeln immer kompakter sein und damit Bauraum einsparen.

Höchste Sicherheit, aber halbierter Bauraum

Bei angetriebenen Werkzeugen und Arbeitsspindeln kann der Einsatz von einfachen Wellenmuttern (zum Beispiel gefertigt nach DIN 981) oder von Systemen mit radialen Sicherungen bei hohen Drehzahlen aufgrund von Asymmetrien zu Vibrationen führen. Löst sich die Mutter ist ein Verlust der Lagervorspannung oder auch ein Systemausfall möglich. „Um dies bei gleichzeitiger Bauraumoptimierung zu verhindern, haben wir auf Basis unseres Spieth-Prinzips ultraflache Stellmuttern mit einem hohen Sicherheitsfaktor entwickelt, die eine optimale Ausrichtung auf dem Gewinde bieten. Ultraflache Stellmuttern bedeuten, dass der Bauraum um bis zu 50 % reduziert werden kann“, erläutert Spieth-Geschäftsführer Dipl.-Ing. Alexander Hund die Vorteile der Spieth-Lösung.

Bildergalerie

Zudem profitieren die Kunden davon, dass die flachen Stellmuttern von Spieth die nach eigenen Angaben höchsten Losbrechmomente auf dem Markt besitzen. Durch seine jahrzehntelange Erfahrung verwirklicht Spieth individuell auf Kundenwünsche zugeschnittene Lösungen, die auch auf geringstem Bauraum untergebracht werden können. Hier eröffnet die neue Stellmutter neue Möglichkeiten für noch effektivere und effizientere Arbeitsprozesse – beispielsweise in Werkzeugen, Arbeitsspindeln, Rundtischen oder ölfreien Schraubenkompressoren.

Sonder-Stellmutter mit höchsten Sicherungswerten

Im komplexen Spindel-Lager-System kommt der Lagersicherung eine besondere Bedeutung zu. Bei einer speziellen Anforderung eines namhaften Spindelherstellers konnte kein Hersteller die spezifischen Kundenanforderungen erfüllen: Spieth entwickelte deshalb in Zusammenarbeit mit dem Kunden eine Sonderstellmutter. Die größte Herausforderung bei dieser Entwicklung bestand darin, diese Lösung in dem sehr begrenzten vorhandenen Bauraum unterzubringen, die auch bei hohen Drehzahlen höchste Sicherungswerte (Losbrechmomente) bietet. In der Vergangenheit hatten sich bei dem Kunden immer wieder Wellenmuttern gelöst, was zu Präzisionsverlusten, höherem Verschleiß, einem Ausfall der Spindel und damit zu Qualitätseinbußen führte. Als Notlösung wurden die Muttern zusätzlich mit Kleber gesichert, was aber mit einem erheblich höheren Montageaufwand und Problemen bei der Wartung verbunden war. Bei der Neukonstruktion sollte deshalb unbedingt auf das Kleben verzichtet werden.

Für solche Anforderungen ist die ,Bauart Spieth’ für hohe Drehzahlen geeignet. Die einteilige Stellmutter besteht aus einem Last- und einem Sicherungsteil, die durch eine Membran miteinander verbunden sind. Bei Betätigung der axialen Sicherungsschrauben richten sich die Gewindeflanken der Stellmutter und des Wellengewindes optimal zueinander aus, jegliches Gewindeflankenspiel wird eliminiert. Gleichzeitig zentriert sich die Stellmutter auf dem Gewinde und erreicht einen hohen Planlauf. Dabei bleiben laut Hersteller höchste Sicherungswerte gewährleistet. Aufgrund dieses Prinzips lässt sich die benötigte Vorspannkraft mit Spieth-Stellmuttern exakt einstellen und selbst bei hoher Dynamik im Betrieb konstant und sicher aufrechterhalten.

Spacer wird nicht mehr gebraucht

Zusätzlich gelang es, die Geometrie der Sonderstellmutter so anzupassen, dass der Kunde auf bislang notwendige Peripherieteile wie zum Beispiel einen Spacer verzichten kann, denn diese Funktion übernimmt die bauraumoptimierte Stellmutter gleich mit. Dies spart Bauraum und die Bauteilmenge und -vielfalt verringert sich, was wiederum die Präzision der Spindel erhöht und Kosten reduziert.

Die Montage und Demontage der Stellmuttern gelingt schnell, präzise und einfach. Das verkürzt die Montagezeiten, optimiert Serviceprozesse und erhöht die Anwendungs- und Wartungsfreundlichkeit.

(ID:47022136)