Energieketten und -rohre in Drehmaschinen und Bearbeitungszentren von Carl Benzinger Die Spanabweiser - KEM

Energieketten und -rohre in Drehmaschinen und Bearbeitungszentren von Carl Benzinger

Die Spanabweiser

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Hohe Beweglichkeit, Schutz vor Spänen und Kühlmitteln: Bei der spanenden Bearbeitung werden immer öfter dreidimensional bewegliche Energiezuführungen eingesetzt. Ursprünglich für Roboteranwendungen entwickelt, erweisen sie sich zum Beispiel in Präzisionsmaschinen als unverwüstlich. Die 3D-Ketten sowie ein neues spänedichtes Rohr lassen sich bis auf den letzten Zentimeter mit Leitungen und Schläuchen befüllen.

„Bei uns dreht sich alles um Präzision“, so Daniel Kies, Konstruktionsleiter bei der Carl Benzinger GmbH, Pforzheim. „Eine Standarddrehspindel etwa, die wir im eigenen Spindelbau herstellen, muss eine Rundlaufgenauigkeit von exakt 1 Mikrometer aufweisen. Das bedeutet, dass ihre Einzelteile noch einmal um ein Mehrfaches präziser sein müssen, damit die Summe der Baugruppen die engen Toleranzvorgaben erfüllt.“

Im Jahr 1981 brachte Benzinger die erste CNC-gesteuerte Drehmaschine auf den Markt. Heute reicht das Programm von ein- oder mehrspindligen Maschinen bis hin zu komplexen Lösungen mit hohem Automatisierungsgrad für die Komplettbearbeitung. Umfasste das Portfolio zunächst Maschinen für die Uhren- und Schmuckindustrie, haben sich im Laufe der Jahre neue Geschäftsfelder entwickelt. „Heute liefern wir in alle Bereiche der Hochpräzisionsindustrie“, berichtet Kies. Da die Werkzeugmaschinen sehr kompakt bauen, ist der Platz für die Energiezuführung entsprechend knapp. Zudem fallen bei der spanenden Bearbeitung extrem viel feine und feinste Späne an, die sich im gesamten Arbeitsraum verteilen. Die Verfahrwege der einspindligen Komplettbearbeitungsmaschine „Go Future“ beispielsweise betragen 370 mm auf der X-, 250 mm auf der Z- und ±40 mm auf der Y-Achse. „Dafür brauchten wir eine Lösung, die Schläuche und Leitungen sicher in alle Richtungen führt“, so Daniel Kies. Deshalb setzt Benzinger seit über 15 Jahren auf robuste Kunststoff-Energieketten von Igus. Sie führen und schützen die Leitungen und Schläuche in den CNC-Drehmaschinen und Bearbeitungszentren.
Energiekette Triflex R für komplexe mehrachsige Bewegungen
Für die komplexen mehrachsigen Bewegungen beim Beladehandling werden geschlossene „Triflex R“-Energiezuführungen inklusive Hitzeschutzmantel eingesetzt. Denn hier geht es nicht nur um den Schutz vor Spänen, sondern auch vor aggressiven Medien wie Kühlschmierstoffe. Mit Triflex R und Schutzmantel ausgerüstet sind die einspindlige Präzisionsmaschine „Go Future“ (seit eineinhalb Jahren) sowie seit über vier Jahren die zweispindlige „Mµ Future“. Mittlerweile laufen weltweit rund 60 dieser Drehmaschinen störfrei mit den mehrdimensional beweglichen Ketten.
Triflex R, ursprünglich für Roboterhersteller und -anwender entwickelt, ist eine 3D-Energiekette, bei der ein Kürzen und Längen an jeder beliebigen Stelle möglich ist. Ihre hohe Zugfestigkeit wird über das sogenannte „Trailer“-Prinzip erreicht: Die einzelnen Elemente sind nicht durch störende Stahlseile oder ähnliches miteinander verbunden, sondern wie bei einer Anhängerkupplung (Kugel-Pfanne-Prinzip). Diese kugelförmige Ausbildung stellt die Beweglichkeit in alle Richtungen sicher – eine Verdrehung von rund ±10° pro Kettenglied ist möglich. Das unterstützt ein Führen der Leitungen und Schläuche um schwierige Geometrien. Im vorliegenden Fall wurde die geschlossene Bauform für raue Anwendungen, wie etwa Schweißspritzer, Späne und Schmutz, gewählt.
Aktuell prüft Carl Benzinger die „Easy“-Variante der Triflex R- Kette für ein noch schnelleres Einlegen der Schläuche und Leitungen. Diese werden einfach von Hand in die Kette reingedrückt. Das geschieht mittels überlappender Laschen, die selbsttätig in die Ausgangsposition zurückgehen.
Energierohr RX für raue Anwendungen
Eine ganz andere Energiezuführungs-Lösung aus dem Igus- Baukasten kommt im CNC-Präzisions-Dreh-Fräszentrum TNI, in der beschriebenen Mµ Future sowie in der neuen kompakten Drehmaschine „Do Little“ zum Einsatz. Dabei handelt es sich um das erst vor zwei Jahren vorgestellte Kunststoff-Energierohr RX, das nahezu 100 % dicht (2,7 g Späne nach 251 900 Zyklen) sowie schnell aufklappbar im Außenradius ist. Im Igus-Technikum wurden dazu Tests mit Metallspänen unterschiedlichster Größen durchgeführt. Ergänzend wurden, um die Forderung nach Dichtigkeit zu belegen, Extremtests unter Wasser durchgeführt.
Bearbeitet ein Kunde Aluminiumteile, fällt ein besonders großes Spänevolumen an. Hier bewährt sich das Dreh-Fräszentrum TNI. Während die Grobzerspanung per Fräsen funktioniert, erfolgt die anschließende Feinstbearbeitung über das Drehen. Hier kommt seit einigen Monaten das RX-Energierohr zum Einsatz. „Mit dieser Lösung konnte die Dichtigkeit gegenüber dem vorherigen Rohr noch einmal gesteigert werden“, bilanziert Konstruktionsleiter Kies.
Da die TNI auch in der Uhrenindustrie zum Einsatz kommen kann, ist es besonders wichtig, dass das Energierohr nicht das wertvolle Ausgangsmaterial schluckt, damit es zurückgewonnen werden kann. Möglich macht dies das abgerundete Design des RX-Rohrs ohne Hinterschnitte und störende Kanten. Seine glatt gewölbte Außenkontur lässt Späne – von groben bis hin zu Kleinstpartikeln – einfach abfallen, nichts kann sich ablagern.
Das RX-Rohr ist seit Sommer 2010 außerdem in Benzingers neuer Kompakt-Drehmaschine „Do Little“ verbaut. Hier wurde als Standard eine RBR-Version (RBR = rückwärtiger Biegeradius) gewählt, mit der sich der vorhandene, äußerst minimale Bauraum sehr gut nutzen lässt. Insgesamt werden 15 verschiedene Leitungen und Schläuche unterschiedlicher Durchmesser durch das Energierohr geführt.
Leicht zu öffnen, großer Befüllungsraum
Das RX-Rohr steht in vier Baugrößen mit einer Innenhöhe von 42, 52, 62 und 73 mm zur Verfügung. Seit 2009 ergänzt es die geschlossenen E2- und E4- Kunststoff-Energierohre, welche seit zwanzig Jahren in allen Arbeitsbereichen eingesetzt werden, in denen Späne anfallen. Trotz überlegener Dichtigkeit lässt sich das RX-Energierohr leicht öffnen und verfügt über einen sehr großen Befüllungsraum, inklusive kabelschonender, abrieboptimierter Innenaufteilung. Aufgeklappt wird es im Außenradius durch einen speziellen, an die Kontur angepassten Öffnungsverschluss. Der Befüllungsraum ist unterteilbar mit drei vertikalen Trennstegen und einem horizontalen Fachboden, um Leitungen und Schläuche getrennt und sicher zu verlegen. Da die Leitungen, nach Einlegen in das Rohr, jederzeit zugänglich bleiben, reduzieren sich Wartungs- und Maschinenausfallzeiten auf ein Minimum. Überdies lässt sich das Rohr selbst, aufgrund seines gliederweisen Aufbaus, an jeder beliebigen Stelle verlängern oder kürzen.
Halle 25, Stand F32
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