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Dauerhafte Beweglichkeit in allen Achsen

chainflex-Leitungen versorgen KESSLER-Spindeln mit Energie und Signalen

Der Geschäftsbereich „Systemtechnik“ des renommierten Motorspindel-Herstellers FRANZ KESSLER entwickelt und fertigt Spindelschwenk­köpfe und Dreh-Schwenktische, die eine hochpräzise Bearbeitung von Metall- und zunehmend auch Composite-Werkstücken ermöglichen. Für die Energie- und Signalzuführung setzt KESSLER chainflex-Leitungen von igus ein, die sehr hohe Anforderungen an Lebensdauer und Ausfallsicherheit erfüllen.

Steckbrief

  • Was wurde benötigt: vorkonfektioniertes readychain-System bestehend aus Energieketten und chainflex-Leitungen (tordierbare CFROBOT4-Leitungen, Motorleitungen aus dem CF310-Programm, CFPE-Leitungen als Schutzleiter)
  • Anforderungen: kompakte und verschleißfeste Energie- und Signalzuführung, Beständigkeit gegenüber Kühlschmierstoffen
  • Branche: Werkzeugmaschinenherstellung
  • Erfolg für den Kunden: seit 2003 Verwendung der e-Ketten und chainflex-Leitungen von igus, ohne dass ein Ausfall berichtet wurde

Schwenkspindelkopf Das geöffnete Gehäuse des Schwenkspindelkopfs gibt den Blick auf die chainflex Leitungen frei. Von links nach rechts: igus Verkaufsberater Oliver Seibold, Florian Gehrmann, Produktmanager Motorspindeln & Schwenksysteme bei KESSLER, und Markus Kogelmann, igus Branchenmanager Werkzeugmaschinen.

Problem

Der Motorspindel-Hersteller FRANZ KESSLER in Bad Buchau hat aus dem Firmennamen eine Marke geschaffen, die für höchste Leistung und Qualität steht. Die Kernkompetenz des Elektromotorenbaus: Entwicklung und Fertigung elektromotorischer (Direkt-) Antriebe für vielfältige Anwendungen innerhalb der Werkzeugmaschine, aber auch für Anwendungen in der Umformtechnik.
Neben der Spindel- und Antriebstechnik werden darüber hinaus im Geschäftsbereich der Systemtechnik kompakte und steife Spindelschwenkköpfen sowie zweiachsige Dreh-Schwenktischen angeboten. Sie schaffen die Voraussetzung für die Bearbeitung von mittleren und großen Werkstücken auf Portal- und Gantrymaschinen. Die Fünf-Achs-Bearbeitung ermöglicht sehr effiziente und präzise Dreh- und Fräsprozesse in einer Aufspannung. Die CoolMotion® Torquemotoren innerhalb dieser Systeme sthen für hohe Dynamik, hohes Drehmoment und kompakte Einbaumaße. Der Direktantrieb in allen Achsen ermöglicht Beschleunigungen und Genauigkeiten, die mit mechanischen Antrieben nicht erreichbar sind.
Dass KESSLER große Sorgfalt bei der Auswahl der Energie- und Signalzuführung zu Werkstückachsen und Dreh-Schwenktischen walten lässt, versteht sich von selbst. Die Köpfe und Achsen sind sehr kompakt gebaut, sodass nur wenig Platz für die Leitungen bleibt. Umso verschleißfester müssen die Leitungen dann sein – und das bei dauerhaften, kurz getakteten Bewegungen in hoher Frequenz. Hinzu kommt als Anforderung die Beständigkeit gegenüber Kühlschmierstoffen.

Lösung

Bei den außenliegenden Leitungen von Schwenktischen – zum Beispiel an den Verfahrachsen großer Portalmaschinen für Aerospace-Anwendungen – kommen inzwischen Energieketten von igus zum Einsatz. Zum Lieferumfang von igus gehören heute zumeist die kompletten und konfektionierten beweglichen Leitungssysteme unter dem Namen readychain, so auch im Falle des Motorspindel-Herstellers FRANZ KESSLER.
Die igus Ketten bewähren sich in der Anwendung auch unter ungünstigen Bedingungen – zum Beispiel wenn mit Spanflug zu rechnen ist oder wenn, was immer häufiger vorkommt, die Maschinen Composite-Werkstoffe statt Metalle bearbeiten. In diesen Fällen wirken die Fasern abrasiv, was die Lebensdauer der igus Ketten und -Leitungen aber nicht beeinträchtigt. Auch im nicht sichtbaren Bereich, in den Gehäusen der Spindelschwenkköpfe und Dreh-Schwenktische, sind prinzipiell Leitungen aus dem chainflex Programm von igus verbaut. Dabei kommen unterschiedliche Typen zum Einsatz. An der kundenseitigen Schnittstelle oberhalb des Kopfes, der um ±360° schwenkt, werden tordierbare CFROBOT4-Leitungen verwendet. Sie übertragen zum Beispiel die Signale für die Inkremental- und Absolutwertgeber in der Spindel. Motorleitungen kommen aus dem CF310-Programm, und für die Schutzleiter werden CFPE-Leitungen eingesetzt. Dabei werden die Leitungen häufig mit geringeren Biegeradien als angegeben eingesetzt. In diesen Fällen hat igus die Anwendungsbedingungen geprüft und Sonderfreigaben erteilt.


„Für uns zählt einfach die Ausfallsicherheit. Unsere Kunden erwarten Hochleistungssysteme mit sehr langer Lebensdauer. Nach diesen Kriterien müssen alle Komponenten – gerade auch die beweglichen – ausgewählt werden."

Florian Gehrmann, Produktmanager Motorspindeln & Schwenksysteme bei KESSLER

Kessler Spindel Die kompakten Abmessungen der Spindelschwenkköpfe von KESSLER verdankt sich in hohem Maße den Torquemotoren aus eigener Entwicklung und Fertigung.
Dreh-Schwenktisch Die Dreh-Schwenktische aus dem Programm der KESSLER-Systemtechnik ermöglichen die hochpräzise Fünf-Achs-Bearbeitung von mittleren und großen Werkstücken in einer Aufspannung.

Seit 2003 keine Probleme

KESSLER verwendet seit 2003 chainflex Leitungen von igus. In der kompletten Zeit ist es nicht vorgekommen, dass den zuständigen Konstrukteuren von Problemen oder Ausfällen berichtet wurde. Und das, obwohl die Leitungen in den Systemtechnik-Komponenten Schwerstarbeit mit intensiven, jeweils kurzen und schnellen rotativen und linearen Bewegungen verrichten und die Leitungen zudem Kühlschmierstoffen und Spänen ausgesetzt sind. Die hohe Abriebfestigkeit des TPE-Mantels gewährleistet, dass kein Verschleiß am Außenmantel auftritt, und die besondere Bündelverseilung verhindert wirksam Verformungen im Adergefüge, das letztlich zu Korkenziehern und Adernbrüchen führen würde.
 
Aus diesem Grund setzt KESSLER prinzipiell chainflex Leitungen ein – auch in nicht bewegten Anwendungen. Florian Gehrmann: „Für uns zählt einfach die Ausfallsicherheit. Unsere Kunden erwarten Hochleistungssysteme mit sehr langer Lebensdauer. Nach diesen Kriterien müssen alle Komponenten – gerade auch die beweglichen – ausgewählt werden.“ Unter diesen Bedingungen bewährten sich die chainflex Leitungen und auch die igus Energieketten in den Spindelschwenkköpfen und Dreh-Schwenktischen von KESSLER – seit nunmehr dreizehn Jahren.