Sicherheit für Werkzeugmaschinen

Drehen, Fräsen, Bohren, Schleifen: Bei der spanenden Bearbeitung von Werkstücken in Werkzeugmaschinen fliegen Späne mit teilweise erheblicher Geschwindigkeit durch die Gegend, Kühlschmiermittel spritzt umher, und es entstehen mitunter sehr hohe Temperaturen. Die mit der Maschine arbeitenden Menschen, die Umgebung und die weiteren Teile der Maschine müssen vor diesen Einflüssen geschützt werden. „Um das zu gewährleisten, haben wir ein umfassendes Portfolio an Schutzsystemen entwickelt“, erklärt Fikri Dursun, Bereichsleiter Konstruktion Schutzsysteme.

Seit 45 Jahren entwickelt und produziert die Hema Maschinen- und Apparateschutz GmbH aus dem südhessischen Seligenstadt ein breites Portfolio, angefangen von Schutzsystemen über Klemm- und Bremssysteme bis zu Sichtsystemen. Diese schützen nicht nur die Maschinenbediener, sie erhöhen auch die Lebensdauer und Verfügbarkeit der Maschinen. Das Unternehmen beliefert sowohl Maschinenhersteller, die die Komponenten als Erstausrüstung in ihren Maschinen verbauen, wie auch Maschinenbetreiber, die die Komponenten als Nachrüst- oder Ersatzteile in ihre Maschinen einsetzen.

Eines der großen Kompetenzfelder von Hema sind Faltenbälge. Diese flexiblen, ziehharmonikaartig zusammenfaltbaren Schutzabdeckungen werden als Schutz für fahrbare Achsen und andere bewegliche Komponenten eingesetzt, ob als Schutz vor Verschmutzung oder vor unbeabsichtigtem Eingreifen. Faltenbälge werden in allen Arten von Werkzeugmaschinen verwendet. Besondere Anforderungen stellen moderne 3D-Drucker, in denen Faltenbälge in extrem hohen Temperaturbereichen eingesetzt werden. Das verwendete Material und die Konstruktion der Schutzabdeckungen müssen dafür speziell abgestimmt werden.

Samurai-Faltenbälge sind für den besonderen Schutz vor heißen oder scharfkantigen Spänen und Funkenflug ausgelegt. An der Oberkante der Falten werden dafür Edelstahllamellen befestigt, die die Faltenbälge zusätzlich verstärken. Samurai-Faltenbälge können einem Spänebeschuss mit Geschwindigkeiten bis zu 100 m/min und Beschleunigungen über 2 g standhalten.

Faltenbälge in verschiedensten Ausführungen sind auch Teil der Dachabdeckungen von Hema. Anders als eine feste Dachkonstruktion ermöglicht eine verfahrbare Dachabdeckung von Hema die flexible Zugänglichkeit der Maschine von oben – etwa für die Beladung mit Werkstücken.

Eine hohe Flexibilität bietet Hema auch bei seinen kundenindividuellen Rückwandabdeckungen. In eine Rahmenkonstruktion aus verwindungssteifem Stahlblech werden Samurai-Faltenbälge für den Schutz der Achsen sowie individuelle Spindeldurchführung integriert. Die Rückwandabdeckung umschließt dabei die Arbeitsspindel dicht und gleichzeitig flexibel, da sie von der Spindel beim Verfahren im Arbeitsraum mitgeführt wird.

„Alle Rückwand- und Dachabdeckungen fertigen wir maßgeschneidert für die jeweiligen Anforderungen unserer Kunden in Bezug auf Maschinengeometrie und Maschinensystem“, betont Fikri Dursun. Dabei sind auch ungewöhnlich Maße und besonders großformatige Abdeckungen möglich. „Für einen chinesischen Kunden wurde eine Rückwand in der Größe von acht mal fünf Metern entwickelt.“

Für die Sicherung von bewegten Massen oder Achsen bietet Hema eine Vielzahl an pneumatischen Klemmsystemen. Sie werden mit Druckluft betrieben und arbeiten nach dem Failsafe-Prinzip. Das heißt: Fällt die Druckluft aus, wird die Achse oder bewegliche Last sofort sicher geklemmt. Hema bietet verschiedene Produktreihen von Klemmsystemen an, die auf je unterschiedliche Faktoren hin optimiert wurden.

Die pneumatisch betriebenen RotoClamp-Klemmsysteme für Positionsklemmungen auf sich drehenden Führungen oder Antrieben werden etwa in verschiedenen Werkzeugmaschinen eingesetzt. Die kompakten und leistungsstarken Klemmsysteme bewähren sich unter anderem für rotatorische Positionsklemmungen an Maschinenachsen, Schwenkköpfen oder Drehtischen, die direkt mit einem Torquemotor betrieben werden.

Für die Klemmung von Stangenlasten und Pneumatikzylindern wurde die Pclamp entwickelt. Sie verfügt über hohe Klemm- und Haltekräfte und eignet sich zur Klemmung von Stangen mit Durchmessern von 12 bis 40 mm. Beim Ausfall der Pneumatik wird sie an der Stange sofort geklemmt und sichert die Anwendung.

Zum Bremsen und Halten bewegter Lasten in axialer Richtung auf Linearführungen hat Hema die Linclamp konzipiert. Dieses Klemmsystem kommt bei Anwendungen zum Einsatz, die auch eine Notbremsfunktion erfordern. Die Linclamp verfügt über Bremsbacken, die wahlweise aus widerstandsfähigen Sinterbelägen für höchste Brems- und Klemmkraft oder aus Stahlbelägen für die Anwendung auf bearbeiteten Flächen gefertigt werden. Da es im Ernstfall auf jede Sekunde ankommt, bietet Hema die Linclamp auch in einer Variante mit integriertem Schnellentlüftungsventil: Bei diesem Modell verringert sich die Reaktionszeit nochmals um 30 %.

Für einen sicheren Verschluss des Arbeitsraumes bei gleichzeitigem Sichtkontakt sorgen die Maschinenschutzscheiben. In der spanenden Fertigung erreichen umherfliegende Späne eine große Geschwindigkeit, zudem kann sich ein gespanntes Werkzeug lösen oder durch Fehlbedienung ein Werkzeug abbrechen. Damit die Schutzscheiben einem solchen Aufprall standhalten, setzt Hema auf einen Verbund aus Sicherheitsglas auf der Maschineninnen- und Polycarbonat auf der Bedienerseite.

Diese Materialkombination bietet entscheidende Vorteile. Das Sicherheitsglas schützt die Polycarbonatscheibe vor der Benetzung mit aggressiven Kühlschmiermitteln, die diese stumpf und spröde machen könnten. Die Polycarbonatscheibe ihrerseits verfügt über eine deutlich höhere Rückhaltefähigkeit und schützt den Maschinenbediener vor eventuell herumfliegenden Teilen. Eine ideale Kombination aus Sicherheit und optischer Kontrolle des Arbeitsraumes. „Unsere Maschinenschutzscheiben können auch individuell angepasst bei einem Retrofit der Werkzeugmaschine in die Maschine eingebaut werden, hier sind oftmals Sonderlösungen aufgrund des Baujahres der Maschine und des damaligen Sicherheitsstandards notwendig“, betont Philipp Sendelbach, Bereichsleiter Sicherheitsscheiben.

Ist eine noch bessere Sicht in den Arbeitsraum der Werkzeugmaschine gewünscht, bietet Hema als Lösung dafür das Spinvista Drehfenster. Mithilfe einer Rotation in Höchstgeschwindigkeit werden Flüssigkeiten und Verschmutzungen von der Scheibe ferngehalten – und ein klarer Blick auf den Fertigungsprozess ist möglich. Die Spinvista Drehfenster sind in zwei verschiedenen Durchmessern verfügbar. Sie sind einfach an Maschinenfenstern zu befestigen, die Position kann frei in einem Radius von 360° gewählt werden. Dank der geringen Bauhöhe ist auch eine Montage an vielen Bedienertüren möglich.

In der Fertigung auf Werkzeugmaschinen werden große Lasten teilweise mit hohen Geschwindigkeiten bewegt. Auf Basis seiner langjährigen Erfahrung entwickelt Hema dafür zuverlässige Schutzsysteme. Die wenigsten dieser Systeme sind Serienprodukte, die meisten werden individuell für die jeweilige Maschine konstruiert und an die individuellen Anforderungen angepasst. „Wir bieten maßgeschneiderten Schutz“, so fasst es Fikri Dursun zusammen. ak