Rundtisch Rundtisch mit neuer Kühlung vereint Dreh- und Fräsmaschine

Autor / Redakteur: Dr. Benedict Korischem* / Jan Vollmuth

Dank einer Entwicklung von Peiseler gibt es nun die ersten Rundtische im Markt, die im permanenten Drehbetrieb laufen. Konstrukteure haben damit völlig neue Möglichkeiten.

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Der ATD 800 ist einer von zunächst fünf Rundtischen, die Peiseler mit einem neuen Kühlkonzept ausstattet. Diese Neuentwicklung ermöglicht einen permanenten Drehbetrieb. Damit ist dieses Teilgerät dauerhaft und thermisch stabil sowohl für das Fräsen als auch das Drehen zu nutzen.
Der ATD 800 ist einer von zunächst fünf Rundtischen, die Peiseler mit einem neuen Kühlkonzept ausstattet. Diese Neuentwicklung ermöglicht einen permanenten Drehbetrieb. Damit ist dieses Teilgerät dauerhaft und thermisch stabil sowohl für das Fräsen als auch das Drehen zu nutzen.
(Bild: Peiseler)

Die Zeiten, in denen man mit einer Maschine entweder nur Drehen oder nur Fräsen konnte, sind nahezu vorbei. Wollte man bislang in einer klassischen Fräsmaschine auch Drehanwendungen ermöglichen, so scheiterte dies bei bestimmten Drehzahlen und einer hohen Einschaltdauer an der Hitzeentwicklung. Zwar gibt es bereits kombinierte Fräs- und Drehmaschinen, doch waren ihnen bis jetzt Grenzen aufgezeigt. Die Integration des Drehbetriebs ging immer auf Kosten der vordergründigen Funktion einer Fräsmaschine. Mit der Entwicklung eines völlig neuen und im Markt einzigartigen Kühlkonzepts ermöglicht Peiseler nun neue Anwendungsoptionen.

Hohe Drehzahlen – hohe Wärmemengen

Als einer der weltweit führenden Hersteller von Teilgeräten ist es dem Unternehmen mit Stammsitz in Remscheid gelungen, die Verschmelzung einer Dreh- und Fräsmaschine in einem Bearbeitungszentrum deutlich voran zu bringen. Die damit verbundenen Herausforderungen zu bewältigen, sind Ergebnis einer wirklichen Innovation. Denn bis dato wurden übliche Teilgeräte mit Direktantrieb aktiv am Motor gekühlt, um die elektrische Verlustleistung aus dem Teilgerät zu transportieren und damit die geometrische Genauigkeit zu gewährleisten. Ab einem gewissen Drehzahlniveau und einer hohen Einschaltdauer des Teilgerätes ergab sich jedoch bei diesem im Inneren eine zweite Wärmequelle. Denn die Lagerung wies durch Vorspannung und je nach Lagertyp auch durch Differenzialschlupf eine spürbare Reibleistung auf, die bei steigenden Drehzahlen hohe Wärmemengen abgab. Dies führte zu einer geometrisch instabilen Achse und im schlimmsten Fall zu einer Schädigung des Lagers.

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Um diese Probleme in den Griff zu bekommen, versuchte man bislang, durch Lagerkonzepte mit reiner Rollreibung oder reduzierter Vorspannung das Reibungsniveau auf ein vertretbares Maß zu senken. Dies funktionierte aber nur bedingt und ging auf Kosten der Steifigkeit der Achse. Mit hohen Drehzahlen, wie sie für die Drehbearbeitung in Fräsmaschinen benötigt werden, konnten Teilgeräte insofern nur in einem S3- oder S6-Betrieb laufen. Genau hier setzt die Lösung von Peiseler mit einem neuen Kühlkonzept an. Ziel ist es, die mechanische Verlustwärme des Lagers aus dem Teilgerät zu führen und das Lager nach Möglichkeit vom restlichen Gerät thermisch abzukoppeln.

Herausforderung Lagerkühlung

Die Herausforderungen dabei sind durchaus komplex. Denn in einem Teilgerät treten bei einer aktiven Lagerkühlung die gleichen Probleme auf wie beispielsweise in einer Motorspindel. Das Lager hat einen rotierenden Teil, der sich nur sehr schlecht und mit großem Aufwand mit einer Flüssigkeitskühlung versorgen lässt. Kühlt man nur einen Teil des Lagers, so verändert sich dadurch dessen Vorspannung. Entweder wird diese reduziert, was zu Schlupf und damit Verschleiß führt. Oder die Vorspannung steigt und führt das Lager über eine noch größere Verlustleistung in den Wärmetod. Hinzu kommt noch, dass die Lager im Inneren eines Teilgeräts schlecht zugänglich sowie in der Regel auch nicht geschlossen und damit dicht sind. Daher besteht die Gefahr, dass die Kühlflüssigkeit leicht in das Lager dringt und dieses entsprechend schädigt.

Peiseler ist es auf Basis der Erfahrung von mehr als 45.000 bislang hergestellten Teilgeräten nun gelungen, ein völlig neues Konzept zu entwickeln, das laut eigenen Angaben als erstes im Markt die bisherigen Probleme löst und damit einen Durchbruch darstellt. Im Mittelpunkt steht dabei eine neue Kühlung am Lager, die dessen Vorspannung nicht mehr negativ beeinflusst. Die bislang sehr hohe Reibung und damit entstehende Wärme mit der Folge einer starken Belastung der Lager gehört dank dieser Innovation der Vergangenheit an. Die damit ausgerüsteten Teilgeräte sind somit in der Lage, auch bei konstanter Transportlast und Bearbeitungskräften mit für die Drehbearbeitung geeigneten Drehzahlen im S1-Betrieb und 100-prozentiger Einschaltdauer zu fahren.

Neue Kühltechnologie im Einsatz

Die neue Kühltechnologie kommt zunächst auf einigen Peiseler-Typen der ATD-Tischbaureihe zum Einsatz: dem ATD 320 mit einer maximalen Zuladung von 300 kg und einer Drehzahl von 1000 Umdrehungen pro Minute, ATD 400 (500 kg und 800 Umdrehungen), ATD 520 (800 kg und 800 Umdrehungen), ATD 630 (1400 kg und 600 Umdrehungen) sowie dem ATD 800 (2300 kg und 500 Umdrehungen). Damit ausgestattete Bearbeitungszentren können durch das erweiterte Spektrum von Fräs- und Drehanwendungen so erheblich flexibler genutzt werden. Die Konstrukteure von Werkzeugmaschinen haben damit deutlich mehr Möglichkeiten bei deren Ausrichtung. (jv)

* Dr. Benedict Korischem ist Geschäftsführender Gesellschafter der Peiseler GmbH & Co. KG

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