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antriebstechnik 9/2018

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ANTRIEBE FÜR

ANTRIEBE FÜR WERKZEUGMASCHINEN I SPECIAL Rundumschutz für den Antriebsstrang Faltenbälge von Hema halten Achsen von Werkzeugmaschinen frei von Schmutz Eine Werkzeugmaschine kann keine guten Bearbeitungsergebnisse zur Verfügung stellen, wenn Ablagerungen von Spänen oder Kühlschmiermitteln die Beweglichkeit ihrer Achsen einschränken. Passgenaue Faltenbälge von Hema schützen den Antriebsstrang vor diesen Einflüssen. Jeder Faltenbalg wird individuell gefertigt. Lesen Sie mehr. D ie Maschinensicherheits-Experten haben mehr als 40 Jahre Erfahrung in der Produktion der Schutzsysteme, die u. a. an CNC- Maschinen eingesetzt werden. Ihr Knowhow zahlt sich für die Anwender aus, denn die Konstruktion der Abdeckungen für diesen Anwendungsbereich ist keine einfache Aufgabe. Die Ingenieure müssen das richtige Verhältnis zwischen Bewegungswiderstand, Dichtheit und Haltbarkeit finden – wenn es nicht stimmt, kann der Faltenbalg im schlimmsten Fall die Dynamik der 5-Achsen-Bewegung beeinträchtigen. Markus Boldak ist Leiter Vertrieb bei der Hema Maschinen- und Apparateschutz GmbH in Seligenstadt Maßanfertigung eröffnet Konstrukteuren viele Freiheiten Bei der Konstruktion seiner Faltenbälge arbeitet Hema eng mit seinen Anwendern zusammen. Gemeinsam werden die Anforderungen definiert, die der Balg erfüllen muss. Diese individuelle Fertigung verschafft Werkzeugmaschinen-Herstellern große Flexibilität bei der Konzeption ihrer Anlagen. Für die Produktion seiner Faltenbälge verwendet der Hersteller ausschließlich hochwertige Materialien wie z. B. Preotex, die spezielle Beschichtungen erhalten. Sie schützen die mechanischen Komponenten der Maschinen vor Kühlschmierstoffen, Schmutz, Staub, Ölen und Fetten. Etwas andere Maßstäbe gelten für Faltenbälge in Bereichen mit starkem Späne­ beschuss und Funkenflug. „Hier setzen wir hitzebeständige und selbst verlöschende Materialien ein“, berichtet Jürgen Heberer, Leiter Konstruktion Schutzsysteme bei Hema. Faltenbälge müssen sich der Maschine exakt anpassen Der Ingenieur und seine Kollegen sind mit Werkzeugmaschinen bestens vertraut und wissen um die Bedingungen, unter denen sie eingesetzt werden: „Moderne Schutzabdeckungen müssen den komplexen Geometrien in der Werkzeugmaschine folgen“, erklärt Heberer. Die Faltenbälge sollten zudem unempfindlich gegenüber scharfkantigen Spänen und aggressiven Kühlschmiermitteln sein und hohe Temperatu­ 74 antriebstechnik 9/2018

SPECIAL I ANTRIEBE FÜR WERKZEUGMASCHINEN 01 Dieser lamellengeschützte Faltenbalg für einen japanischen Werkzeugmaschinenbauer ist eines von vielen maßgeschneiderten Schutzsystemen 02 Der Faltenbalg ist eine ideale Lösung für Anwendungen mit wenig Bauraum 03 Individuell konzipierte Rückwandsysteme schützen in Bearbeitungszentren der spanenden Fertigung sensible Maschinenteile vor Verschmutzung ren problemlos vertragen können. Faltenbälge für CNC-Maschinen müssen zusätzlich kompakt sein, da der Bauraum begrenzt ist. Gefordert wird hier nicht nur eine optimale Anpassung an die Umgebung, sondern auch der gleichzeitige Schutz mehrerer Achsen. Das Unternehmen achtet deshalb bei der Konstruktion der Faltenbälge darauf, dass die Einbaumaße der Abdeckungen möglichst kompakt sind und sie nur so viel Masse wie unbedingt nötig aufweisen. Aus diesem Grund eignen sich die Schutzsysteme optimal für Maschinen mit hohen Prozessgeschwindigkeiten und komplexen Spindelbewegungen. Faltenbälge für Anwendungen mit starkem Funkenflug werden zusätzlich mit Edelstahllamellen ausgestattet. Zum Einsatz kommen diese bei der Samurai-Baureihe, einer konsequenten Weiterentwicklung der Elastic-Faltenbälge von Hema. Die Lamellen werden an der Oberkante der Falten befestigt und verstärken dadurch die Faltenbälge. In der Hochgeschwindigkeitszerspanung stellen sie einen wirkungsvollen Schutz gegen schnelle, heiße und scharfkantige Späne sicher. Je nach Bedarf und Anwendungsgebiet können für die Samurai-Faltenbälge alle Materialien, Formen, Verarbeitungsarten und Abmessungen der Elastic-Baureihe miteinander kombiniert werden. Für Maschinen mit wenig Bauraum bietet Hema den Samurai I Fastaf TW an, dessen Zusammendruckmaß in eine um 90° gekippte Ebene verlagert wurde. Konstrukteure haben dank dieser platzsparenden Bauweise einen größeren Spielraum bei der Planung von Werkzeugmaschinen als mit herkömmlichen Faltenbälgen. Trotz seiner Geometrie ist der Fastaf TW selbst im Radius dicht, da die Kraftflüsse und Spannungen in den verbauten Teilen geschickt verlagert wurden. W-Faltenbalg kommt mit wenig Platz aus Viel kompakter als herkömmliche Systeme ist der neue W-Faltenbalg von Hema: Waren bei einem Auszug von 1 150 mm bisher 19 Falten erforderlich, sind es bei diesem Faltenbalg nur noch 15. „Die Ersparnis von vier Falten reduziert den Bauraum um gut 16 mm“, sagt Jürgen Heberer. Das fällt ins Gewicht in einer Werkzeugmaschine, in der zahlreiche Komponenten auf engstem Raum nebeneinander verbaut sind. Der neue W-Faltenbalg beansprucht aber nicht nur wesentlich weniger Platz als herkömmliche Faltenbälge, sondern ist mit einem ca. 20 % größeren Hub auch leistungsstärker. Ein weiterer Pluspunkt der Abdeckung ist die verbesserte Dynamik: Im Gegensatz zu Standard-Faltenbälgen kommt der W-Faltenbalg ohne Stützrahmen aus und ist deshalb leichter. Er wird aus einer Kombination von Standard-Materialien mit Faltenbreiten zwischen 30 und 50 mm gefertigt. Für die Herstellung der Faltenbälge setzt Hema Sondermaschinen ein, die eigens für diesen Zweck konstruiert wurden. Auf den modernen Maschinen werden die Stoffe maßgenau plissiert und zugeschnitten und anschließend mit dem Führungsrahmen verschweißt, laminiert oder thermisch verklebt. Die Führungselemente oder Gleitmaterialen der Faltenbälge sind genietet, verpresst oder geklebt. Wenn Edelstahllamellen verwendet werden, geschieht die Befestigung mithilfe der Klammertechnik. Da der Hersteller bei der Konstruktion der Faltenbälge mit einem 3D-Programm arbeitet, ist man hinsichtlich der Auslegung der Schutzsysteme flexibel: Änderungen an den Maßen können sogar noch bis kurz vor Fertigungsbeginn vorgenommen werden. Damit alle Bauteile sich zu einem späteren Zeitpunkt problemlos reproduzieren lassen, dokumentieren die Ingenieure alle relevanten Daten sorgfältig (DIN EN IS0 9001:2015). So ist sichergestellt, dass der Kunde bei einem erneuten Auftrag dasselbe Produkt erhält. Die konstant hohe Qualität seiner Faltenbälge ist es dem Unternehmen wichtig, deshalb unterziehen die Ingenieure sie intensiven Tests. Am Firmensitz in Seligenstadt hat man zu diesem Zweck einen Bereich eingerichtet, in dem u. a. Lebensdaueranalysen durchgeführt werden. Aus diesen Tests ergibt sich auch, wie lange die Faltenbälge im Dauerbetrieb funktionsfähig sind. Fotos: Hema www.hema-group.com antriebstechnik 9/2018 75

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