Spindellaufzeit: Erfahrung des Herstellers nutzen

Warum kommt es auf eine lange Spindellaufzeit an? Nicht wenige sagen, dass die Spindel das Herzstück einer Werkzeugmaschine ist. Da in der Zerspanung die Leistungsanforderungen immer höher werden, wachsen auch die Anforderungen an die in den Maschinen eingesetzten Spindeln.

Deren Laufzeit variiert dabei nicht selten um Faktor 10, was die unterschiedlichsten Ursachen haben kann. Auch Joachim van Sprang hat als Leiter K&E Spindeln der Kessler Gruppe viel Erfahrung mit Anwendern, die unterschiedlichste Produktionsbedingungen haben und dementsprechend unterschiedliche Spindellaufzeiten aufweisen. „Aus unserer Erfahrung heraus werden rund ein Viertel der Probleme mit den eingesetzten Spindeln durch Kollisionen verursacht“, erklärt er. Hier kann zu einem gewissen Grad ein Spindelschutz Abhilfe schaffen, der die Folgen einer Kollision abfedert. „Auch für unsere Spindeln können Anwender diesen Schutz direkt bei uns beziehen oder aber beim Maschinen-Hersteller, wenn er unsere Spindeln verbaut hat“, fährt Joachim van Sprang fort.

Joachim van Sprang (re.): „Wir sehen vor allem bei Spindeln die sehr lange leben, dass die Anwender großen Wert auf die Wartung legen.“

Aber nicht nur ein Crash führt zu Problemen mit eingesetzten Spindeln. „Aus unserer Sicht ist die Spindel-Lebensdauer eng verknüpft mit drei wesentlichen Themen: Verschleiß, Überlast und Wartung“, führt Joachim van Sprang weitere wesentliche Aspekte an. Sieht man sich etwa die Drehdurchführungen für die innere Kühlmittelzufuhr an, so sei deren Lebensdauer eng verknüpft mit der Sauberkeit des zugeführten Kühlmediums oder auch der Menge der zugeführten Schmutzfracht im Kühlmittel. An diesem Beispiel lässt sich gut erkennen, dass für die Lebensdauer einer Spindel sehr vielschichtige Faktoren eine Rolle spielen können, die nicht zwingend direkt mit dem Bearbeitungsprozess in Verbindung stehen müssen, wie hier etwa die Qualität der Kühlmittelaufbereitung.

Für den Anwender bedeutet das, dass solche Verschleißteile entsprechend überwacht werden müssen um einen rechtzeitigen Austausch durchführen zu können und Folgeschäden an den Spindeln zu vermeiden. „Durch entsprechende Wartung, entsprechendes Wechseln des inneren Kühlmittels und der Filter, kann der Anwender großen Einfluss auf die Lebensdauer einer Drehdurchführung nehmen“, erklärt Joachim van Sprang. Entsprechende Empfehlungen findet man in den Montageanleitungen der Spindel-und Maschinen-Hersteller. Das gilt allgemein für den Bereich Wartung. „Wir sehen vor allem bei Spindeln die sehr lange leben, dass die Anwender großen Wert auf die Wartung und die Einhaltung der Hersteller-Empfehlungen legen.“ Um produktiv zu fertigen muss die Maschine laufen „…aber, wenn man rund 30 min pro Woche in die kleinen Wartungsarbeiten wie etwa die Messung der Spannkraft, Überprüfung des Verschleißzustandes oder der Schwingungen investiert, dann zahlt sich das bezüglich der Lebensdauer einer Spindel aus und ist für den Anwender am Ende eine wirtschaftlichere Lösung, als ein vorzeitiger Austausch der Spindel.“

Wird die Spindel überlastet wirkt sich das natürlich auch auf die Lebensdauer aus. „Als Spindelhersteller testen wir natürlich unsere Produkte umfangreich auf alle denkbaren Anforderungen und loten die Belastungsgrenzen sehr genau aus. Dieses Know-how geben wir dann in Form von Belastungsdiagrammen an unsere Kunden weiter. Er kann also genau sehen, welche Belastungen die Spindel in Abhängigkeit von Auskraglänge des Werkzeugs und Drehzahl ertragen kann, ohne dauerhaft Schaden zu nehmen. Diese Informationen sind oft in der Maschine hinterlegt und an der Maschine abrufbar. Bei sorgfältiger Einhaltung der Empfehlungen im Rahmen der Prozessplanung lassen sich Probleme mit der Spindel und dadurch bedingt auch mit dem Bearbeitungsergebniss vermeiden“, erklärt Joachim van Sprang.

Um ein optimales Zusammenspiel zwischen Werkzeugmaschine und Spindel zu gewährleisten pflegt Kessler enge Kooperationen mit den Maschinen-Herstellern. So lässt sich laut Joachim van Sprang gewährleisten, dass ein gemeinsames Verständnis über die Leistungsfähigkeit der Spindel erreicht wird, entsprechende Prüf-und Messmittel ideal in die Maschine integriert werden und so der Endanwender seine Maschine optimal konfigurieren kann. „Wir verfügen natürlich dank unserer erfahrenen Mitarbeiter über ein umfangreiches Wissen bezüglich des Verhaltens unserer Produkte im Produktionsprozess. Dies geben wir gerne in Kooperation mit den Maschinenherstellern an unsere Kunden weiter, damit diese die Leistungsfähigkeit unserer Spindeln auch vollumfänglich nutzen können.“

Gerade in der Spezialisierung auf die Herstellung von Spindeln, sieht Joachim van Sprang einen großen Vorteil: „Wir können dadurch sehr tiefe Einblicke in unsere Spindeln gewinnen. Wir simulieren beispielsweise Wärmegänge oder Lagerauslegungen und verfügen natürlich über die entsprechenden Berechnungs-Tools. Das gibt uns die Möglichkeit eine große Varianz, von HSK 40 bis HSK 160 Spindeln, optimal auszulegen.“ Zudem komme, dass Kessler die eingesetzten Motoren selbst berechnet und konstruiert und so auch diese auf den Wunsch des Kunden zuschneiden kann, sei es auf den Bauraum oder auch die Kühl- und Temperier-Möglichkeiten in der Spindel.

Video: Kessler Group

Um die Spindellaufzeit der Kessler-Spindeln noch weiter zu verlängern, haben die Spezialisten mit ‚IFC+‘ ein Kraftmess-System entwickelt, dass unter anderem die Spanngenauigkeit des Werkzeuges in der Schnittstelle beurteilt und noch in diesem Jahr mit Pilotkunden zum Einsatz kommen soll. IFC+ misst außerdem direkt an der Spindel die Bearbeitungskräfte und kann sofort ein Überlastungssignal basierend auf tatsächlichen Kräften an die Maschine rückmelden. Ein interessantes Tool, das einen weiteren wichtigen Beitrag leisten kann, um die Lebensdauer einer Spindel zu maximieren.

cd