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Vibrationsarme Energieketten für Fräsen im Mikrometerbereich

Elektrotechnische Bauelemente
Vibrationsarme Energieketten für Fräsen im Mikrometerbereich

Speziell für lange freitragende Verfahrwege entwickelt, ermöglicht die Energiekette E4Q von igus den Bau von Werkzeugmaschinen mit hohen Ansprüchen an die Präzision. So dürfen etwa an der Fahrständermaschine DMF 200|8 von Deckel Maho Seebach keine Vibrationen auftreten – eine Forderung, die sich mit den Energieketten der Serie E4Q erfüllen lässt. Fräsen im Mikrometerbereich, dem Bruchteil eines Haardurchmessers, wird so möglich.

Inhaltsverzeichnis

1. Energieketten der Serie E4Q mit bionischem Design
2. Berechenbare Lebensdauer reduziert Ausfallzeiten
3. Energieketten senken Montagezeiten um bis zu 40 %
4. Doppelt abgeriegelt mit Schieber und Öffnungssteg
5. Vorteile der Bionik
6. Der Anwender

Eine Maschine, so groß wie ein Zimmer, die in Präzisionsbereichen arbeitet, die für das Auge unsichtbar sind: Um solche Performancesprünge zu schaffen, müssen alle Bauteile perfekt zusammenarbeiten. Eine der Herausforderungen dabei: Leitungen und Schläuche derart zu führen, dass es nicht zu Vibrationen kommt. Denn schon leichte Erschütterungen können dazu beitragen, dass sich auf der Oberfläche des Werkstücks Wellen bilden. Ein No-Go in der Industrie – gerade in Branchen wie dem Werkzeug- und Formenbau ist die Oberflächenqualität der Bauteile ausschlaggebend.

Das gilt insbesondere auch für die CNC-Hightech-Fräsmaschine DMF 200|8, die DMG Mori am Standort in Seebach entwickelt und baut. Der Arbeitsraum der Maschine hat sich im Vergleich zum Vorgängermodell um 54 % vergrößert, der Arbeitstisch misst 2.300 mal 850 mm. Dennoch ist Präzision im Mikrometerbereich gefragt, weswegen besonders vibrationsarme Energieketten der igus GmbH aus Köln mit an Bord sind.

Energieketten der Serie E4Q mit bionischem Design

Die neue e-ketten-Serie E4Q ermöglicht lange freitragende Verfahrwege und eignet sich deshalb auch für den Einsatz in der DMF 200|8. Die Energieketten führen Leitungen und Schläuche für Energie, Hydraulik, Pneumatik und Schmierung entlang der X-Achse (2.000 mm), der Y-Achse (800 mm) und der Z-Achse (850 mm). Bewegungen, bei denen die Energiekettensysteme nahezu keine Vibrationen verursachen. Der Grund ist zum einen ihr geringes Gewicht. „Wir haben ein bionisch inspiriertes Design realisiert und Material überall dort ausgespart, wo es keine Funktion erfüllt“, erläutert Yve Kirsch, Vertriebsleiter Norddeutschland bei igus. „Somit konnten wir das Gewicht im Vergleich zur Vorgängerserie E4.1 um 10 % reduzieren.“ Ausgeformte Konturen und integrierte Anlaufbremsen im Anschlagsystem der Kettenglieder reduzieren Geräusche und Vibrationen und sorgen für ein sanftes Anlaufen und Abbremsen der Energieführung.

Berechenbare Lebensdauer reduziert Ausfallzeiten

Die Energieketten der Serie E4Q sind aber nicht nur leise und vibrationsarm, sondern auch langlebig und wartungsfreundlich. Hier punkten die Energieführungen der Kölner mit einem Hochleistungskunststoff, der tribologisch optimiert ist. Speziell auf die Tribologie und damit die Reduzierung von Reibung und Verschleiß ist das Unternehmen seit Jahrzehnten spezialisiert. Auch nach jahrelangem Einsatz zeigen die Energiekettensysteme daher kaum Abnutzung in den Bolzen-Bohrungsverbindungen der Kettenglieder.

Ihre Lebensdauer lässt sich sogar genau berechnen. Hier kommt ein Online-Lebensdauerrechner ins Spiel, der mit Testdaten aus dem Labor in Köln – dem nach eigenen Angaben größten Testlabor der Branche – die Anzahl der Doppelhübe unter spezifischen Kundenbedingungen errechnet. Der Rechner funktioniert so zuverlässig, das igus auf die e-ketten eine Garantie von 36 Monaten gibt.

Energieketten senken Montagezeiten um bis zu 40 %

DMG Mori nutzte zudem den readychain Service von igus. Will heißen: Die Experten von igus befüllen die Energieführungen in Köln mit den hochflexiblen Leitungen und Schläuchen und bauen mit Trennstegen und Fachböden eine Innenaufteilung, die dafür sorgt, dass die Beladung in der Bewegung nicht aneinander reibt und vorzeitig verschleißt. Auch für den Wartungsfall ist die Kette einfach mit neuen Leitungen befüllbar, denn sie besitzt Öffnungsstege, die sich ohne Werkzeuge öffnen lassen. Ein Techniker muss lediglich zwei Schieber betätigen, um den Öffnungssteg entriegeln und entnehmen zu können. Leitungen und Schläuche wechseln Servicetechniker so mit schnellen Handgriffen. Am Ende profitierten sowohl Hersteller als auch Kunden von der Zusammenarbeit – in Form von präzisen Fräsergebnissen, reduzierten Stillstandzeiten und gesenkten Montagekosten.

Speziell der werkzeuglos zu öffnende und schließende Öffnungssteg der E4Q mit Verschlusslaschen reduziert die Montagezeit um 40 % – ein Konzept, das Anwender und die Jury des German Design Awards 2021 überzeugte. Ergänzend entwickelte igus die flexible Inneneinteilung, um die E4Q noch schneller mit Leitungen befüllen zu können. Das System besteht dabei aus Universal-Trennstegen sowie verriegelbaren Zwischenböden. Die leitungsschonenden Trennstege besitzen eine Rasterung, die dem Einschub der Fachböden dient. Für die Montage der Innenaufteilung werden zunächst die Trennstege auf die Öffnungsstege gesetzt. Anschließend können die Fachböden von beiden Seiten aus in die gewünschte Stufe eingeschoben werden.

Doppelt abgeriegelt mit Schieber und Öffnungssteg

Durch einen integrierten Schieber lassen sich die Böden formschlüssig verriegeln, so dass sie auch bei hohen Beschleunigungen sicher an ihrem Platz bleiben. „Selbst wenn der Monteur vergessen hat den Fachboden zu sichern, ist das kein Problem“, so Vertriebsleiter Yve Kirsch abschließend. „Mit dem Einsetzen des Öffnungsstegs wird die Verriegelung automatisch betätigt. Ein kinderleichtes und sicheres Konzept für alle Fälle.“ Möchte der Anwender die Innenaufteilung der Energiekette verändern, kann er den Öffnungssteg im Innenradius oder im Außenradius, je nach Zugänglichkeit, einfach öffnen, den Zwischenboden über den seitlichen Schieber entriegeln und herausziehen. Die neue Innenaufteilung bietet igus übrigens für seine vier E4Q-Größen in unterschiedlichen Breiten an. (co)

www.igus.de

Weitere Details zur neuen Energiekettenserie E4Q


Vorteile der Bionik

Das Design der neuen Energiekettengeneration E4Q spart Gewicht, steigert die Stabilität und reduziert die Montagezeit um 40 %. Entwicklungsziel war eine Energiekettenserie für freitragende und lange Verfahrwege. Naturalistisch inspirierte Formen sorgen dabei für ein geringes Gewicht. Für dieses Design erhielt die E4Q den renommierten German Design Award.

„Um Material und damit das Gewicht der Energiekette zu optimieren, haben sich unsere Entwickler von der Natur inspirieren lassen“, erklärt Michael Blaß, Leiter Unternehmensbereich e-kettensysteme bei igus. „Das abgerundete Design erinnert an einen Bachkiesel und findet sich außen an den Kettengliedern sowie an den Anschlägen. Das senkt das Gewicht um 10 % im Vergleich zur vorherigen Serie E4.1 und damit den Bedarf an Antriebsenergie.“ Trotz der Materialaussparungen besitzt die Neuentwicklung aber eine um 20 % höhere Festigkeit und Stabilität.

Mehr zur E4Q im Video


Der Anwender

Am Standort in Seebach werden CNC-Hightech-Fräsmaschinen von DMG Mori entwickelt und gebaut. Das Unternehmen entwickelte sich im Laufe der Jahre zum wichtigsten Arbeitgeber der Region und beschäftigt heute am 155.000 m2 großen Standort rund 700 Fachkräfte. Ihre Spezialität ist die Entwicklung und Produktion von Fünf-Achs-Fräsmaschinen – unter anderem für die Automobil- und Luftfahrtindustrie. Das Unternehmen investiert dazu kontinuierlich in Forschung und Entwicklung.

Eine der neuesten Entwicklungen der Seebacher ist die DMF 200|8, eine Fahrständermaschine, die den Anforderungen am Markt mehr als gerecht wird. Ihr Job: Werkstücke mit hochkomplexen Geometrien zerspanen, etwa Strukturbauteile für Flugzeuge. Dabei scheut die Maschine auch vor Schwergewichten nicht zurück. Denn der Arbeitsraum hat sich im Vergleich zum Vorgängermodell um 54 % vergrößert. Bis zu 3.000 kg schwere Werkstücke lassen sich nun mit einem Kran auf den 2.300 mm langen und 850 mm breiten Arbeitstisch laden.

Trotz der enormen Größe ist die Fräsmaschine höchst präzise und beweglich in der Fünf-Achs-Simultanbearbeitung. Dabei bewegen sich fünf Achsen gleichzeitig: drei Linearachsen in XYZ-Richtung mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 50.000 mm/min und einer Beschleunigung von 8 m/s2, ein integrierter Rundtisch im Maschinenbett und der B-Achs-Fräskopf mit einem Schwenkbereich von ± 120 Grad. Die Maschine überzeugt mit Fräsgeschwindigkeiten von bis zu 20.000 min-1 und das mit einer maximalen Genauigkeit und Präzision im Mikrometer-Bereich. Zum Vergleich: Ein Mikrometer entspricht einem tausendstel Millimeter. Und ein Menschenhaar ist mit rund 100 µm im Vergleich ein wahrer Gigant.

https://de.dmgmori.com

Die Fünf-Achs-Fräsmaschine DMF 200|8 von DMG Mori ist unter anderem für den Einsatz in der Automobil- und der Luftfahrtindustrie entwickelt.
Bild: DMG Mori


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