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Glühende Späne prallen ab

Hochtemperatur-Energierohr im Inneren eines CNC-Bearbeitungszentrums

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. Sie sind temperaturbeständig, trotzen dem allgegenwärtigen Späneflug und helfen Maschinenstillstände zu vermeiden.

„Die überwiegende Zahl unserer Zulieferer binden wir bereits frühzeitig in Entwicklungen ein“, berichtet Mario Chemnitz, Bereichsleiter Konstruktion der Niles-Simmons Industrie-anlagen GmbH aus der gleichnamigen Stadt Chemnitz. „Speziell bei dem zum Teil äußerst beengten Platzangebot in unseren Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren müssen offene Fragen schon frühzeitig im Dialog geklärt werden.“ Das gelte auch für Zulieferteile wie Energieketten, die zumeist ein Maximum an Bewegungen bei einem Minimum an zur Verfügung stehendem Platz realisieren müssen. Die Anforderungen an Energiezuführungen, die innerhalb und außerhalb der Arbeitsräume verbaut werden, sind vielfältig. Das reicht von langen Verfahrwegen, engen Biegeradien und hohen Zusatzlasten bis hin zu Temperatur- und Chemikalien-beständigkeit. Alle Herausforderungen müssen konstruktiv gelöst werden. „Besonders auf die Auslegung der im Arbeitsraum liegenden Energieketten kommt es an“, so Mario Chemnitz, „denn die müssen widrigsten Umgebungs-bedingungen trotzen.“

Kunststoff-Energierohr, im Arbeitsraum eines CNC-Bearbeitungszentrums

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.

 

„Wir bauen Werkzeugmaschinen für die unterschiedlichsten Anwendungen“, berichtet Chemnitz. „Zwar tasten wir grundlegende Baugruppen nicht an. Trotzdem kommt es immer wieder zu Änderungen bzw. Neuerungen bereits vorhandener Lösungen.“ Aus diesem Grund sei man auf guten Kontakt zu den Lieferanten angewiesen. Schnelle Antworten und fundierte konstruktive Lösungen seien permanent gefragt. Michael Kamm, Gruppenleiter mechanische Konstruktion der jüngsten „N 30“-Baureihe, ergänzt: „Wir bekommen vielfältige Kundenvorgaben. So ist Stellplatz zum Beispiel teuer – deshalb soll die Werkzeugmaschine bzw. das Bearbeitungszentrum bei steigender Funktionalität immer kompakter werden.“ Um solche Anforderungsprofile zu erfüllen, habe man schon die unterschiedlichsten Geometrien gemeinsam mit dem Energieketten-Lieferanten realisiert.

Energierohr 90° auf der Seite gedreht.

Das Energierohr liegt um 90° auf der Seite gedreht und versorgt den Reitstock mit der notwendigen Energie.

 
Versorgung mit Energie, Daten und Medien

Zahlreiche unterschiedliche Produkte sind in den Werkzeug-maschinen 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 Hilfs-bewegungen zum Führen der Magazinschiebetüren und zum Bewegen des Bedienpultes. Zum zweiten setzt Niles-Simmons auch auf Kunststoff-Energieketten, die Leitungen und Schläuche führen und schützen, und so Maschinen und Anlagen störfrei mit Energie, Daten und Medien versorgen. Das internationale Unternehmen Niles-Simmons Industrie-anlagen GmbH konzentriert seine Geschäftsaktivitäten auf Forschung, Entwicklung, Herstellung und Vertrieb von Werkzeugmaschinen.

„Unser Ziel ist es, Produkte von höchster Qualität und Innovation herzustellen und global zu vermarkten“, fasst Pierre Seidel, der Marketing Manager, die Produktphilosophie zusammen. Am Hauptstandort in Chemnitz sind rund 350 Mitarbeiter tätig, innerhalb der gesamten NSH-Gruppe sind es über 1.100 Mitarbeiter weltweit. Das Multiproduktspektrum basiert auf sechs Maschinenkonzepten, aufgeteilt auf die Luft- und Raumfahrt-, die Automobil-, Eisenbahnindustrie, dem allgemeinen Maschinenbau sowie dem Werkzeug- und Formenbau.

Bearbeitungszentren für unterschiedlichste Werkstückgrößen

Typische Produkte sind horizontale CNC-Drehmaschinen, CNC-Dreh-Fräs-Bohr-Bearbeitungszentren sowie hoch-präzise Fräszentren. Hinzu kommt die Planung und Reali-sierung kompletter Fertigungslinien für die Automobilindustrie sowie Werkstätten zur Reparatur und Herstellung von Eisen-bahnradsätzen im Rahmen der NSH-Gruppe. Durch die modulare Bauweise und die Möglichkeit der Aufnahme von Zusatzaggregaten werden die Maschinen auf teilespezifische Anforderungen der Kunden ausgelegt und gefertigt. „Unsere Bearbeitungszentren für die unterschiedlichsten Werkstück-größen besitzen ein kompaktes, sehr ergonomisches und bedienungsfreundliches Design. Hinzu kommen die ausgezeichnete Service- und Wartungsfreundlichkeit“, so Pierre Seidel.

Kunststoff-Energierohr aus dem Sonderwerkstoff „igumid® HT“.

Schluss mit Brandspuren: Kunststoff-Energierohr aus dem Sonderwerkstoff „igumid® HT“. Späne bis 850 °C prallen an der Energieführung einfach ab.

 

So gibt es zum Beispiel das 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. Ein Anlagenbestandteil ist der im Innenraum liegende Reitstock. Er wird automatisch positioniert und dient zum Abstützen langer Drehteile mittels einer Zentrierspitze, die in die stirnseitig in das Werkstück eingebrachte Zentrierbohrung eingreift.

Widrige Bedingungen im Arbeitsraum

Auf die im Arbeitsraum liegende ca. 4 m lange Energiezuführung wirken widrige Umgebungsbedingungen ein. Beim Drehen, Fräsen und Bohren fallen u.a. glühende Späne an, die sich einbrennen und damit auf Dauer die Funktionsfähigkeit der Anlagen beeinträchtigen können. „Aus diesem Grund 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.“

Energiekette die sich außerhalb des Arbeitsraumes um die Ecke aufrollt.

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.

 
Temperaturbeständig bei 850 °C

In einem Arbeitskreis entstand die Forderung an, ein Material zu entwickeln, das spänefest, chemikalien- sowie temperaturbeständig ist. Außerdem sollte die Energiekette leicht sein, damit sie eine entsprechende Befüllung auf-nehmen kann. Die Zusatzlast liegt bei satten 6 bis 7 kg/m. Im igus®-Labor wurde daraufhin unter realen Bedingungen ein Material entwickelt und umfassend getestet, welches den besonderen Belastungen im Arbeitsraum standhält.
Mit „igumid® HT“ wurde dann ein Werkstoff präsentiert, bei dem heiße Späne bis 850 °C an der Energiekette einfach abprallen. Alle beidseitig aufklappbaren „E4“- und „E2“-Energierohre aus dem Standardprogramm sind inzwischen auch als solche Hochtemperatur-Ausführungen lieferbar.

„Nach einer umfangreichen Entwicklungsphase, in der der neue Werkstoff auf Herz und Nieren getestet worden war, hatten wir die Energiezuführung im Hause präsentiert“, erinnert sich Matthias Gebauer, technischer Verkaufsberater. „Seit diesem Zeitpunkt wird sie im Innenraum der Bearbeitungszentren eingesetzt.“ Aufgrund der positiven Erfahrungen, ergänzt Michael Kamm, „bekommen wir heute von unseren Kunden die Genehmigung, grundsätzlich dieses Material einzusetzen.“

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