Alle Bedürfnisse abgedeckt

Mit der neuen Plattformspindel HPC190 ist es Step-Tec nun gelungen, alle relevanten Bedürfnisse moderner Werkzeugmaschinen bezüglich Einbaulänge, Leichtbau und Energieeffizienz sowie ein zweifellos auf dem Markt einzigartiges Optionenpaket in einem Durchmesser von 190 mm zu integrieren. Diese komplett neu entwickelte „reference of art" Spindel löst die Baugrößen HM170, HVC212 und HVC230 ab und schließt die Lücke zwischen den etablierten Baugrößen 150 mm und 240 mm.

Die mit einem Asynchronmotor (auch mit Synchronmotor erhältlich) konzipierte Motorspindel für Werkzeuge mit HSK-A63 Schnittstelle (mögliche Varianten ISO 40 oder Capto C6) kann mit einer Leistung von 42 kW (S6) in Werkzeug-, Formenbau- und Produktionsanwendungen ihre Stärken voll ausspielen. Zur Auswahl stehen weiterhin die unter den Aspekten Integrations-, Betriebs- und Instandhaltungskosten sowie Einsatzzweck zu definierenden Lagerschmiersysteme DOL, (Direct Oil Lubrication) bis 20.000 Upm CGL (Continuous Grease Lubrication) bis 18.000 Upm oder LGL (Lifetime Grease Lubrication) bis 12.000 Upm.

In die Entwicklung dieser neuen Plattformspindel sind nicht nur alle Erfahrungen von Step-Tec eingeflossen. Die Erkenntnisse aus einem intensiven Erfahrungsaustausch mit Maschinenherstellern und -betreibern sowie insbesondere auch die Vorgaben der neuen EUP-Richtlinie, die einen schonenden Umgang mit den endlichen Ressourcen verlangt, wurden im Entwicklungsprozess berücksichtigt. Bei höherer Leistungsdichte konnte der Druckluftverbrauch, die aktuell teuerste Energieform in Werkzeugmaschinen, gegenüber vergleichbaren Spindeln reduziert werden. Ein Vorteil, der sich natürlich insbesondere bei den Lagerschmiersystemen CGL und LGL bemerkbar macht.

Wärmeübertragung auf ein Minimum reduziert

Der Bereich der aktiven Statorkühlung wurde auf Basis der bewährten Opticool Spindel über den eigentlichen Statorbereich hinaus in die Spindelnase erweitert. Dieser zusätzliche Kühleffekt im Bereich der Werkzeugaufnahme wirkt wie eine zusätzliche Barriere gegen den Wärmefluss. Dies reduziert die thermische Ausdehnung der Spindelnase beziehungsweise des Werkzeugs, was sich auf die Oberflächenqualität oder Präzision der gefertigten Teile unmittelbar positiv auswirkt.

Als absolute Neuheit erhielt diese Spindel eine Hülse aus faserverstärktem Kunststoff. Diese Maßnahme reduziert den Wärmeübertrag auf maschinenseitige Umgebungsbauteile auf ein Minimum. Der verbleibende gleichmäßige, polare Temperatureinfluss auf den Spindelschlitten reduziert asymmetrische Verformungen beziehungsweise macht diese einfach kompensierbar.

Weitere Besonderheiten der Plattformspindel HPC 190 sind eine als Variante erhältliche Wellenklemmung, die auf eine Integration von Drehoperationen in Fräsmaschinen oder auf das spezifische Marktsegment der „Millturn"-Maschinen zielt sowie ein modernes Konzept zur Kühl- und Schmiermedienzufuhr in das Werkzeug. Die optionale Dreheinführung ermöglicht das Einbringen von Kühlschmiermittel, Minimalmengenschmierung oder trockener Luft zur Kühlung von Werkzeug und Werkstück bis zur Maximaldrehzahl der Spindel. Unter logistischen Aspekten dürfte dabei für den Maschinenhersteller die Möglichkeit interessant sein, die Spindel bei Bedarf auf der Maschine jederzeit mit einer Dreheinführung aus- oder nachzurüsten.

Gleichzeitig werden mit der neuen Plattformspindel HPC190 alle heute vom Markt geforderten Sensoren angeboten. Nachdem Step-Tec bereits in der Vergangenheit zusätzlich zur integrierten Sensorik dem Hersteller Daten und Schnittstelle zur Zustandsüberwachung und Diagnose sowie dem Maschinenbetreiber Informationen zur Optimierung der Bearbeitungsprozesse verfügbar gemacht hat, wurden diese Hilfsmittel bezüglich Datenerfassung und Datenkommunikation auf den modernsten Technologiestandard erweitert.

Auf dem Weg zur digitalen Spindel

In den letzten zehn Jahren wurden tausende SDM (Spindel Diagnostic Module) auf Kundenwunsch in Step-Tec Motorspindeln verbaut. Dieser Datenrecorder (black box) diente dem Maschinenbetreiber vorwiegend zur Prozessoptimierung (Vibrationen 1D) sowie dem Maschinenhersteller zur Diagnose und Betriebsdatenerfassung über die gesamte Lebensdauer einer Spindel. Gesammelte Betriebsdaten, neu unter dem Begriff „intelliStep" bekannt, liefern der Maschinensteuerung die üblichen Parameter, wie Temperaturen, Drehzahl, Werkzeugüberwachung, Anzahl Werkzeugwechsel und axiale Verlagerung der Spindelnase. Darüber hinaus eröffnet die zweite Generation des SDM (SDM20) den Weg hin zur transparenten, digitalen Spindel. Das neue SDM beinhaltet die Möglichkeit zur Kommunikation über Profibus und ermöglicht dem Maschinenbauer eine vollständige Integration der Spindel zur Online-Überwachung und Prozessoptimierung. Natürlich werden wie bisher alle Betriebsdaten des gesamten Lebenszyklus einer Spindel erfasst und gespeichert, neu zusätzlich mit Datum und Uhrzeit. Darüber hinaus speichert das System fortlaufend alle Informationen der jüngsten Betriebsstunde zur Ausgabe als Tabelle oder Grafik.