Hydrostatik Warum hydrostatische Komponenten eine echte Alternative sind

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Hyprostatik Schönfeld GmbH

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GGB Heilbronn GmbH

Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

Mit hydrostatischen Komponenten von Hyprostatik Schönfeld arbeiten Werkzeugmaschinen sehr präzise. Die Hydrostatik sorgt für eine besonders gute Schwingungsdämpfung und eine konstante Bahntreue. Auch die Produktionskosten sinken signifikant.

Die Gründe, hydrostatische Komponenten in Werkzeugmaschinen einzusetzen, sind vielfältig. Ein Vorteil: Mit hydrostatische Komponenten, wie z. B. Gewindetrieben und Spindellagerungen, sind Werkzeugmaschinen nahezu verschleißfrei. Die Verfügbarkeit ist hoch, die Wartungskosten sind gering. Selbst bei maximaler Last bleiben die Teile verschleißfrei, wodurch die positiven Eigenschaften der Maschinen unabhängig von der Gebrauchsdauer uneingeschränkt erhalten bleiben.

Hydrostatische Führungen gleichen die Fehler der Führungsbahnen aus und erreichen dadurch eine hervorragende Bahntreue. Die Reibung hydrostatischer Komponenten ist gering. Deshalb entsteht bei Umkehr der Bewegungsrichtung kein Kraftsprung. Somit können fehlerlose Bewegungen, wie z. B. Kreise, gefahren werden.

Zudem habe hydrostatische Komponenten grundsätzlich eine höhere Dämpfung als Wälzsysteme. Die Dämpfung hydrostatischer Module kann bei optimaler Auslegung um Zehnerpotenzen höher sein. Die gute Schwingungsdämpfung ermöglicht eine lange Werkzeugstandzeit, hohe Oberflächenqualität und Grenzzerspanung.

Optimierte Durchflussregelung durch PM-Regler

Bei hydrostatische Systemen gibt es deutliche Qualitätsunterschiede - je nachdem, wie die Ölströme in die Lagertaschen geregelt sind. Herkömmliche hydrostatische Führungen und Spindeln arbeiten mit Kapillaren. Diese festen Widerstände funktionieren als Vorwiderstand zwischen Pumpe und Tasche. Kapillaren arbeiten mit großem Durchfluss und Energieeintrag. Mit Kapillaren ist die Steife gering und die Belastbarkeit sinkt mit steigender Drehzahl.

Hyprostatik Schönfeld setzt bei Spindellagerungen auf eine andere Technik, den Progressiv-Mengen-Regler, kurz PM-Regler. Dieser regelt die Ölströme in die Hydrostatiktaschen. Er erhöht den Durchfluss in die stärker belasteten Taschen und reduziert den Durchfluss entsprechend in die entlasteten Taschen. Durch dieses Prinzip erreichen die Systeme von Hyprostatik Schönfeld eine drei- bis fünffach höhere Steife als die Hydrostatiklager anderer Anbieter. Durch den PM-Regler werden Ölstrom, Pumpendruck und Ölerwärmung deutlich vermindert. Ein weiterer Vorteil ist, dass selbst bei hohen Drehzahlen die volle Belastbarkeit der hydrostatischen Spindeln gegeben ist.

Weniger Energieverbrauch gegenüber einem Linearmotor

Der PM-Regler ermöglicht deutlich reduzierte Reib- und Pumpenleistungen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen sind hiermit maximale Belastungen auch bei höchsten Drehzahlen zulässig. Ein hydrostatischer Gewindetrieb spart bis zu 90 Prozent des Energiebedarfs gegenüber einem Linearmotor. Gleichzeitig ist die Schlittenposition, insbesondere bei dynamischen Belastungen, deutlich stabiler.

Eine weitere Voraussetzung für die signifikanten Vorteile des Systems von Hyprostatik Schönfeld sind die selbst erstellten Berechnungsprogramme. Hiermit werden hydrostatische Komponenten gegenüber statischen und dynamischen Belastungen optimal ausgelegt, sodass beste Steifen und außergewöhnlich hohe Dämpfungswerte erzielt werden. Damit wird eine bis zu 70 Prozent höhere Drehzahl bei gleichzeitig uneingeschränkt hoher Belastbarkeit erreicht. Das ist neben der Verschleißfreiheit eine wesentliche Bedingung für die konstant hohe Werkstückpräzision, Leistungsfähigkeit, Werkzeugstandzeit und hohe Maschinenverfügbarkeit sowie -lebensdauer.

Sowohl PM-Regler als auch die von Hyprostatik Schönfeld erstellten Berechnungsprogramme sind essenziell für die optimale Gestaltung der hydrostatischen Komponenten. Die hohe Steife der Spindellagerungen ist Bedingung für die hohe Rundlaufqualität. Diese ist vielfach kleiner als 0,1 µm und kann in akzeptabler Bearbeitungszeit auf das Werkstück kopiert werden kann.

Weder Kühlmittel noch zentrale Hydraulikanlagen erforderlich

Viele Hersteller möchten Flüssigkeiten in der Fertigung vermeiden. Sie setzen auf die Trockenbearbeitung und Werkzeugmaschinen mit fettgeschmierten Wälzelementen.

Kühlschmiermittel und zentrale Hydraulikanlagen verursachen jedoch hohe Kosten. Dagegen benötigen hydrostatische Systeme keine zentralen Hydraulikanlagen, da sie mit integrierten Lösungen arbeiten. Diese sind einfacher und leicht zu warten, da nur gelegentlich der Filter getauscht oder Öl nachgefüllt werden müssen. Ein Ölaustausch ist nur sehr selten erforderlich. Hyprostatik Schönfeld empfiehlt allerdings eine zentrale Kühlwasserversorgung mit externer Wärmeabfuhr.

In der Produktion sind neben dem Anschaffungspreis einer Maschine auch die endgültigen Werkstückkosten von Bedeutung.

Hydrostatische Komponenten verringern die Werkstückkosten u. a. durch:

• die von der Maschinengebrauchsdauer unabhängig höhere Werkstückpräzision,

• die aufgrund der hohen Dämpfung höheren Werkzeugstandzeiten,

• die höhere Verfügbarkeit und Gebrauchsdauer der Maschinen,

• die durch Ölrückkühlung erreichte hohe thermische Stabilität der Maschinen

Hydrostatische Komponenten vermindern Werkstückkosten und sichern eine konstant hohe Bearbeitungsqualität – und das für viele Jahre.

„Unsere Produkte müssen nur einmal angeschafft werden. Sie arbeiten auf Anhieb problemlos, funktionieren dauerhaft und geben damit bei moderaten Anschaffungskosten ein hohes Maß an Investitionssicherheit“, begründet Jochen Schönfeld, Leiter Entwicklung/Vertrieb, die Entscheidung für hydrostatische Komponenten.

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