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Glühende Späne prallen einfach ab

Hochtemperatur-Energierohre von igus gewährleisten im Inneren eines CNC-Bearbeitungszentrums die Energieführung

Die Anforderungen an Energiezuführungen im Werkzeugmaschinenbau sind hoch. Speziell im Arbeitsraum sind sie großen Belastungen ausgesetzt. In diesem Umfeld macht sich der Einsatz geschlossener Kunststoff-Energierohre schnell bezahlt. So auch beim Maschinenbauer Niles-Simmons, der heute in allen Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren auf die modularen, robusten und funktionssicheren Energiezuführungen von igus setzt. Aber auch von der sehr partnerschaftliche Zusammenarbeit, die bis hin zur Neuproduktentwicklung eines neuen Hochtemperaturwerkstoffes reichte, konnte der Maschinenbauer profitieren.

Steckbrief

  • Was wurde benötigt: Kettensystem E4, Energierohr E4/4, Hybrid-Linearlager und Polymer-Rundtischlager
  • Anforderungen: schlanke Bearbeitungszentren erfordern kompakte für Energieführungen und enge Biegeradien, außerdem gibt es lange Verfahrwege, temperatur- und chemikalienbeständigkeit musste gegeben sein
  • Branche: Werkzeugmaschinenbau
  • Erfolg für den Kunden: störfreie Versorgung der Anlagen mit Energie, Daten und Medien; robuste, kompakte und einfach handhabbare Energieführungen reduzieren Wartungs- und Maschinenausfallzeiten auf ein Minimum, Neuproduktentwicklung eines neuen Hochtemperaturwerkstoffes für die speziellen Anforderungen vor Ort

CNC-Bearbeitungszentrum Das CNC-Bearbeitungszentrum „N 30 MC“ von Niles-Simmons, Chemnitz, wird u.a. zum Drehen, Fräsen und Bohren von Lkw- und Groß-Kurbelwellen eingesetzt. Das Kunststoff-Energierohr, im Arbeitsraum trotzt dabei Hochtemperatur, Späneflug und Kühlschmierstoffdämpfen.

Problem

Das internationale Unternehmen Niles-Simmons Industrieanlagen GmbH konzentriert seine Geschäftsaktivitäten auf Forschung, Entwicklung, Herstellung und Vertrieb von Werkzeugmaschinen.
Typische Produkte sind horizontale CNC-Drehmaschinen, CNC-Dreh-Fräs-Bohr-Bearbeitungszentren sowie hochpräzise Fräszentren. Die Bearbeitungszentren besitzen dabei immer ein kompaktes, sehr ergonomisches und bedienungsfreundliches Design.
So auch z.B. bei dem CNC-Bearbeitungszentrum „N 30 MC“, das u.a. zum Drehen, Fräsen und Bohren von Lkw- und Groß-Kurbelwellen eingesetzt wird. Damit werden Werkstücke bis zu einer Länge von 4,5 m wirtschaftlich bearbeitet. Der im Innenraum liegende Reitstock wird automatisch positioniert und dient zum Abstützen langer Drehteile mittels einer Zentrierspitze, die in die stirnseitig in das Werkstück eingebrachte Zentrierbohrung eingreift.
Auf die im Arbeitsraum liegende ca. 4 m lange Energiezuführung wirken widrige Umgebungsbedingungen ein. Neben langen Verfahrwegen, engen Biegeradien und hohen Zusatzlasten müssen so auch Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit gegeben sein. Beim Drehen, Fräsen und Bohren fallen außerdem glühende Späne an, die sich einbrennen und damit auf Dauer die Funktionsfähigkeit der Anlagen beeinträchtigen können. Es hatte früher ein Großteil unserer Kunden eine Metallkette für den Arbeitsraum gefordert“, erzählt Gruppenleiter Michael Kamm. „Das war aber nicht in unserem Sinne, denn einerseits ist sie unhandlich und andererseits nach der Befüllung viel zu schwer. Wir bevorzugen leichten Kunststoff, der dabei dauerhaft resistent gegen heiße Späne und hohe Temperaturen ist.“
So entstand die Forderung, ein Material zu entwickeln, das spänefest, chemikalien- sowie temperaturbeständig ist. Außerdem sollte die Energieführungslösung leicht sein, damit sie eine entsprechende Befüllung aufnehmen kann.

Lösung

Dazu arbeitet das Unternehmen seit vielen Jahren mit igus zusammen. Zahlreiche unterschiedliche Produkte von igus sind in den Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren von Niles-Simmons verbaut. Zum einen sind das Hybrid-Linearlager und tribologisch optimierte Polymer-Rundtischlager. Schmiermittel- und wartungsfrei werden sie eingesetzt etwa bei Hilfsbewegungen zum Führen der Magazinschiebetüren und zum Bewegen des Bedienpultes. Zum zweiten setzt Niles-Simmons auch auf Kunststoff-Energieketten von igus, die Leitungen und Schläuche führen und schützen, und so die Maschinen störfrei mit Energie, Daten und Medien versorgen.
Aufgrund der heißen Späne in der Anwendung wurde im igus-Labor unter realen Bedingungen ein Material entwickelt und umfassend getestet, welches diesen Belastungen standhält. Mit „igumid HT“ wurde dann ein Werkstoff präsentiert, beim dem heiße Späne bis 850 °C an der Energiekette einfach abprallen. Seit diesem Zeitpunkt wird das Material im Innenraum der Bearbeitungszentren eingesetzt.
Konkret werden in den Bearbeitungszentren überwiegend robuste Energiezuführungen des Universalkettensystems „E4“ verwendet. Im Innenraum des CNC-Bearbeitungszentrums „N 30 MC“ kommt vor allem das geschlossene Energierohr „E4/4“ zum Einsatz. Um 90° seitlich gedreht, beweist es seine Alltagstauglichkeit im rauen Umfeld. Der sogenannte Hintergriff zwischen zwei Kettengliedern erhöht die Druckkräfte und die Steifigkeit und sorgt für die notwendige Stabilität. Da die Leitungen nach Einlegen in das Rohr jederzeit zugänglich bleiben, reduzieren sich Wartungs- und Maschinenausfallzeiten auf ein Minimum. Und um die Gesamtanlage in ihrer Länge möglichst kurz zu halten, rollt sich die Energiezuführung außerhalb des Arbeitsraumes um die Ecke auf. So wird weiterer wertvoller Platz gewonnen.


"Es hatte früher ein Großteil unserer Kunden eine Metallkette für den Arbeitsraum gefordert. Das war aber nicht in unserem Sinne, denn einerseits ist sie unhandlich und andererseits nach der Befüllung viel zu schwer. Wir bevorzugen leichten Kunststoff, der dabei dauerhaft resistent gegen heiße Späne und hohe Temperaturen ist."

Michael Kamm, Gruppenleiter mechanische Konstruktion der "N 30"-Baureihe

Energierohr Das Energierohr liegt um 90° auf der Seite gedreht und versorgt den Reitstock mit der notwendigen Energie.
Energierohr Schluss mit Brandspuren: Kunststoff-Energierohr aus dem Sonderwerkstoff „igumid HT“. Späne bis 850 °C prallen an der Energieführung einfach ab.
Energiekette Stellplatz ist teuer, deshalb fordern Kunden immer kompaktere Anlagen. Auch die Energiekette trägt ihren Teil dazu bei – hier rollt sie sich außerhalb des Arbeitsraumes um die Ecke auf.