EuroMold-Special 2011 - Fachverlag Möller

infolge thermischer Veränderungen
kann minimiert werden.
Durch die stabilen Fräsprozesse
können Oberflächengüten mit
spiegelnder Qualität erreicht werden,
was nachgelagerte Polierprozesse
eliminiert und die kompletten
Herstellkosten nachhaltig
senkt.
Innovation:
Compact Shaft Cooling
Mit dem Anspruch, die Produkte
in Bezug auf Stabilität, Performance,
Kompaktheit und Servicefreundlichkeit
weiter zu entwickeln,
präsentiert Fischer eine
komplett neue Generation wellengekühlter
Spindeln. Nebst der
etablierten Wellenkühlung setzt
sich das neue, integrale System
CSC (Compact Shaft Cooling) aus
den folgenden drei Komponenten
zusammen (Bild 1):
1. Lagerlose Drehdurchführung
2. Spannzylinder in Spindelwelle
integriert
3. Prozesskühlung
Lagerlose Drehdurchführung
Die neu entwickelte und gegenüber
der Vorgängergeneration
lagerlose Drehdurchführung
der Wellenkühlung baut extrem
kompakt und ist bei einer Reparatur
einfach auszutauschen. Die
Technologie basiert auf der patentierten
Fischer-Lösung und setzt
einen neuen Standard im Bereich
Drehdurchführung für schnell
drehende Spindeln. Zentrales
Element bildet eine «Hightech-
Einheit» welche das Kühlmedium
in die Welle leitet, die präzise
Steuerung des Spannzylinders
übernimmt und zusätzlich die Prozesskühlung
in das Spindelsystem
einführt.
Prozesskühlung:
Alles ist machbar
Eine neue Freiheit erhält der
Anwender bei der Wahl der Prozesskühlung.
Trockenbearbeitung,
Minimalmengenschmierung, Emul-
EuroMold-Special 2011
Bild 3
sionskühlschmierstoff oder Öl –
alles ist möglich bis auf die maximale
Drehzahl der Spindel. Gerade
durch die Verwendung von Luft
oder Minimalmengenschmierung
eröffnen sich neue Möglichkeiten
in den Bearbeitungsstrategien.
Die spezifische, Fischer-eigene
Lösung ermöglicht mit Sperrluftunterstützung
einen sicheren und
verschleißarmen Betrieb bis zur
maximalen Spindeldrehzahl. Dabei
ist die Prozesskühlung nicht als
zusätzliche Option zu verstehen,
jede Spindel der CSC-Generation
ist grundsätzlich mit diesem
Feature ausgestattet. Die Herausforderung,
ein optimales Konzept
für die neue Spindelgeneration
zu finden, konzentriert sich nicht
nur auf den Entwicklungsbereich.
Die innovative Idee des CSC-
Konzepts fordert hochgenaue
Bauteile. Diese komplexen Kernkomponenten
werden dank der
großen Fertigungstiefe direkt bei
der Fischer AG Präzisionsspindeln
hergestellt. Mit neu eingeführten
Prozessen wurde zudem sichergestellt,
dass diese Präzision auch
über Jahre hinaus gewährleistet
werden kann.
Thermisches Verhalten
Bild 2 zeigt die gemessenen Temperaturverläufe
an zwei Spindeln.
Bei fehlender Wellenkühlung
(linker Bereich) ist ersichtlich, dass
die Welle das wärmste Element
darstellt. Ein Temperaturunterschied
der Welle von 30 °C zur
Kühlwassertemperatur ist oft
FACHBEITRÄGE
AUSSTELLERINFORMATIONEN
Realität. Die Wärme, welche durch
Lagerreibung und Motorwärme
entsteht, wird nicht abgeführt und
lässt die Wellentemperatur auf
über 50 °C ansteigen. Konventionelle
Konzepte mit Lager- und
Statorkühlung sind optimal, um
eine thermisch stabile Schnittstelle
zur Maschine zu erreichen (kühles
Spindelgehäuse). Von einer
thermisch stabilen Schnittstelle
zum Werkzeug ist man jedoch
weit entfernt. Nicht so bei der Wellenkühlung:
Die extrem effiziente
Kühlung der Spindelwelle profiliert
sich dadurch, dass die Welle nur
ca. 5 °C über derjenigen der Kühlmediumeingangstemperatur
liegt.
Der wärmste Bereich der wellengekühlten
Spindel liegt ringförmig
außerhalb der Welle. Es handelt
sich dabei um den Bereich, wo
die durch Verwirbelungen aufgewärmte
Sperrluft austritt.
Beachtlicher Zeitgewinn
möglich
In Bild 3 wird das Dillatationsverhalten
an der Werkzeugschnittstelle
analysiert. Nach erfolgtem
Kaltstart auf Maximaldrehzahl
erreicht die CSC-Spindel bereits
nach ca. 2 Minuten die Sättigung.
Das bedeutet gegenüber einer
Spindel ohne Wellenkühlung einen
Zeitgewinn von ca. 80 % für den
Anwender. Nach dem Spindelstop
wird die Nulllage bereits nach ca.
4 Minuten erreicht, was gegenüber
der Spindel ohne Wellenkühlung
erneut einen Zeitgewinn von 80 %
bedeutet.
109