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Wälzlager Hochgenauigkeits-Schrägkugellager für neuartige Werkzeugmaschinenspindeln

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

SKF hat eine Hochleistungslagerung entwickelt, die das Kernstück einer neuen Generation von Werkzeugmaschinenspindeln bildet. Die Spindeln sollen den Anwendern Produktivitäts- und Qualitätssteigerungen ermöglichen und dem Werkzeugmaschinenbauer Vigel S.p.A. helfen, neue Märkte zu erschließen.

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Die Spindeln für Vigils Mehrspindel-Maschinen sollen sich schnell und einfach wechseln lassen und trotzdem die hohen Zuverlässigkeits- und Qualitätsstandards des Unternehmens einhalten können.
Die Spindeln für Vigils Mehrspindel-Maschinen sollen sich schnell und einfach wechseln lassen und trotzdem die hohen Zuverlässigkeits- und Qualitätsstandards des Unternehmens einhalten können.
(Bild: SKF)

Vigel ist ein international tätiges Unternehmen im Bereich Konstruktions- und Fertigungstechnik. Die Kunden stammen aus vielen Branchen, wobei die Automobilindustrie als Hauptabnehmer von Vigels Mehrspindelbearbeitungszentren gilt. Hier werden sie als unabhängige Einheiten oder in integrierten Fertigungsstraßen zur Produktion von Teilen für Antriebsstränge, Fahrwerke, Getriebe oder auch Bremskomponenten genutzt. Dazu Daniele Francesia Villa, Entwicklungsleiter Standardprodukte bei Vigel: „Seit vielen Jahren sind unsere Bearbeitungszentren bekannt für ihre Qualität, Leistungsstärke und Zuverlässigkeit. In enger Kooperation mit unseren Kunden konstruieren wir Bearbeitungssysteme, die exakt ihren Anforderungen entsprechen. Außerdem entwickeln wir Lösungen, mit denen sich unsere Kunden an die wechselnden Gegebenheiten ihrer Märkte anpassen können.“

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Die modernen Hochgeschwindigkeits-Horizontal- und Vertikal-Mehrspindelbearbeitungszentren von Vigel sind kompakt und „dynamisch“: Sie eignen sich für mittlere bis hohe Produktionsvolumina und bieten laut Unternehmen Fertigungsstandards auf Weltniveau. Bei der Entwicklung der entsprechenden Technologien arbeitet Vigel traditionell sehr eng mit seinen strategischen Zulieferern zusammen, um die Leistung und Zuverlässigkeit der Maschinen weiter zu optimieren. „Zu unseren innovativsten Projekten gehören schnell zu wechselnde Mehrzweck-Spindelkonstruktionen“, erläutert Villa: „Mit ihrer Hilfe können unsere Kunden ihre Fertigungszeiten reduzieren und gleichzeitig die Qualität und Komplexität der Komponenten weiter verbessern.“

Flexibel, aber stabil

Die Entwicklung von Spindeln, die sich schnell und einfach wechseln lassen und trotzdem die hohen Zuverlässigkeits- und Qualitätsstandards des Unternehmens einhalten, stellte für Vigel eine große Herausforderung dar: Jede Spindel sollte für den Einsatz in horizontalen und vertikalen Bearbeitungszentren geeignet sein und außerdem den unterschiedlichen Belastungen standhalten, die von verschiedenen Drehzahlen und Axiallasten jedes Bearbeitungsschritts ausgehen. Zur Orientierung: Die Bandbreite der Drehzahlen bei Fräs- und Drehvorgängen für verschiedene Komponenten reicht von 1 bis über 12.000 min-1.

Vor diesem Hintergrund holte Vigel seinen langjährigen Partner SKF ins Boot. Gemeinsam untersuchten die Spezialisten beider Unternehmen eine ganze Reihe von Optionen, bevor sie auf Basis von Hochgenauigkeits-Schrägkugellagern der Reihe „Super-Precision Bearings“ aus dem Hause SKF eine geeignete Lösung fanden: Die kompakten, leichten Lager eignen sich für einen Betrieb bei extrem hohen Drehzahlen. Zudem sollen sie eine herausragende Steifigkeit, Tragfähigkeit und Gebrauchsdauer aufweisen. Speziell für die neuen Vigel-Spindeln lieferte SKF abgedichtete Hochgenauigkeits-Schrägkugellager mit Keramikkugeln.

In der bei Vigel umgesetzten Lösung verfügt jede Spindel über einen optimal abgestimmten Lagersatz, der sich insbesondere durch die Fähigkeit auszeichnet, bei hohen Drehzahlen mit hohen Steifigkeitsniveaus zu arbeiten. Dabei werden die Hochgenauigkeitslager beidseitig durch integrierte Dichtungen aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) geschützt. Der ölbeständige Werkstoff ist mit Stahleinsätzen verstärkt und verfügt über eine hohe Verschleißfestigkeit. Das wirkt Verunreinigungen durch Schneidflüssigkeiten oder mikrofeine Metallspäne auch auf lange Sicht entgegen. Außerdem ist die Dichtung mit einem speziellen Profil versehen. In Verbindung mit einem hochwertigen, niedrigviskosen Wälzlagerfett soll es Reibungsverluste und Rollwiderstand minimieren.

Keramik ist King

Giovanni Nava, Kundenbetreuer Werkzeugmaschinen bei SKF, erklärt: „Mit dieser Lageranordnung bietet sich Vigel eine robuste, leichte und kompakte Lösung. Sie versetzt das Unternehmen in die Lage, Größe, Gewicht und Komplexität seiner neuen Spindeln zu minimieren. Dabei ist die Verwendung von Keramikkugeln ein entscheidender Faktor: Sie führen bei den auf Lebensdauer geschmierten, abgedichteten Hochgenauigkeitslagern dazu, dass sich die Gebrauchsdauer selbst unter den anspruchsvollsten Betriebsbedingungen signifikant verlängert.“

Auf Grundlage dieses Ansatzes konnte Vigel die beabsichtigte modulare Konstruktion der neuen Maschinen samt mühelosem und schnellem Werkzeugwechsel in die Tat umsetzen. Dadurch profitieren Kunden nun von geringeren Stillstandszeiten und höherer Produktivität.

„Dank der engen Zusammenarbeit mit den SKF-Anwendungsspezialisten sind die neuen Spindeln die kleinsten und leichtesten, die wir je produziert haben“, resümiert Daniele Francesia Villa: „In unserem Produktportfolio liegen sie in Sachen Steifigkeit, Präzision und Zuverlässigkeit mit an der Spitze. Die neue Generation der CNC-Werkzeugmaschinenspindeln hebt Vigel vom Wettbewerb ab, erlaubt unseren Kunden wesentliche Kosteneinsparungen und verbessert gleichzeitig die Komponentenqualität. Uns bietet sich damit die Möglichkeit, weltweit neue Märkte zu erschließen.“ (sh)

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