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Feinster Spindelbau aus Jungingen

Spindeln sind das mechanische Herzstück von Werkzeugmaschinen. In Sachen Wichtigkeit stehen sie in einer Reihe mit dem Maschinenaufbau, der Steuerung und dem Material, aus dem die Maschine gebaut ist. Hochpräzisionsspindeln mit einem Rundlauf der sich im Mikrometer-Bereich bewegt, sind nur von besonders erfahrenen Herstellern anzufertigen, die auch über entsprechend präzise Messmittel verfügen. Das Unternehmen Diebold aus Jungingen gehört seit über 20 Jahren dazu.

Klicken Sie hier, um zur Galerie zu gelangen.


Vielfach wird bei einem CNC-Maschinenkauf der Werkzeugspindel viel zu wenig Beachtung geschenkt. Die Gewichtung wird nicht selten auf Merkmale gelegt, die zwar für die eigentliche Produktion wichtig sind, jedoch für die Qualität der zu fertigenden Teile nicht die erste Geige spielen. Dazu zählen etwa die CNC-Steuerung, die Anzahl der Werkzeugplätze oder die Werkzeugwechselzeit.

Die Genauigkeit der zu produzierenden Teile wird primär in der Art des Maschinenaufbaus entschieden. Schon die Art der Führungslagerung und die Wahl des Messsystems für die Achsen entscheiden mit, in welcher Qualität Teile produziert werden können. Doch sind noch viel mehr Merkmale zu berücksichtigen, um die für die eigenen Zwecke optimale Maschine zu finden. Dazu zählt das Material aus dem der Maschinengrundkörper besteht ebenso, wie der grundsätzliche Maschinenaufbau. Schließlich haben Konsol-, Bett- und Portalfräsmaschinen ihre jeweiligen Vor- und Nachteile, die es angesichts des eigenen Teilespektrums zu beachten gilt.

Doch nützt der beste Maschinenaufbau nichts, wenn das Herzstück einer Werkzeugmaschine – die Werkzeugspindel – nicht erste Wahl ist. Schließlich entscheidet sich hier, ob der Fräser mit der nötigen Genauigkeit – die für Präzisionsteile im µ-Bereich liegen muss – geführt wird und ob hohe Zerspanungskräfte zu Schwingungen führen, die den Traum von einer perfekten Werkstückoberfläche in weite Ferne rücken.

Qualität aus Schwabenland

Das Junginger Hightech-Unternehmen Diebold hat sich schon lange einen Namen bezüglich hochwertiger Werkzeugspindeln gemacht. Das Unternehmen produziert seit über 20 Jahren Spindeln für Werkzeugmaschinen renommierter Maschinenbauer. Die Palette reicht von einer kleinen Hochfrequenzspindel mit 50.000-1 (fettgeschmiert!) und 1,5 Nm Drehmoment (S1) bis zur Motorspindel mit 297 Nm (S1) für kräftiges fräsen und bohren bei maximal 8000 -1. S1 bedeutet übrigens, dass die Diebold-Spindel die angegebene Leistung im Dauerbetrieb erbringt.

Spindeln für Werkzeugmaschinen sind Produkte, die einer näheren Betrachtung lohnen wenn es darum geht, ihre Wertigkeit einzuschätzen. Auf nur wenig Raum gilt es, Löseeinheiten, Sensorik und die Mediendurchführung unterzubringen. Natürlich soll die Konstruktion derart ausgefeilt sein, dass eine nach vielen Betriebsstunden notwendige Wartungs-Demontage problemlos durchführbar ist. Spindeln gehören schließlich zu den Maschinenteilen, die extremer Belastung unterworfen sind und regelmäßig gewartet werden müssen, sollen weiterhin Teile mit hoher Präzision gefertigt werden.

Im Betrieb werden durch Reibungskräfte die Lager erwärmt. Es gilt, diese Wärme abzuführen, um zu verhindern, dass die Spindel ›wächst‹, was für das präzise Fertigen eine Gefahr darstellt.

Für alle diese Probleme hat Diebold überzeugende Lösungen gefunden. Die Spindeln sind trotz hoher Leistung kompakt und bieten intelligente Einbauteile für alle Wünsche in Sachen Medienzufuhr. Die außergewöhnlich präzisen Spindeln eignen sich dank ihrer raumsparenden Bauweise besonders für hochwertige Fünfachsmaschinen.

Moderner Maschinenbau hat natürlich auch die Spindeltechnik zu neuen Innovationen angeregt. Dreh-Fräsmaschinen verlangten nach Spindellösungen, die bis dato nicht benötigt wurden. Gilt es beispielsweise doch, zum Drehen die Spindel fest zu verriegeln, um auch kräftiges Schruppen am sich drehenden Teil problemlos durchführen zu können. Mittels der HSK-T-Schnittstelle sind problemlos sowohl Fräs- als auch Drehwerkzeuge in der Spindel einsetzbar. Das Geheimnis: die HSK-T-Schnittstelle besitzt engere Toleranzen der Mitnehmernut im Werkzeugkegel als die normale HSK-Schnittstelle. Dies gewährleistet, dass das Spiel zwischen Werkzeugaufnahme und Spindel-Mitnehmer minimal ist. So wird sichergestellt, dass ein Drehwerkzeug immer ›auf Mitte‹ steht. Diebold geht noch einen Schritt weiter und bietet bereits heute Standardspindeln mit HSK-T-Aufnahme und Klemmung der Spindelwelle für Dreh-Fräszentren an.

Da der Leichtbau immer wichtiger wird, schicken sich Roboter an, neben der Durchführung von Handlingsaufgaben auch gleich die Bearbeitung der Teile zu übernehmen. Extra für diese Zwecke hat Diebold passende Spindel-Produkte im Angebot, die es etwa Kuka-Robotern erlauben, Flugzeugteile zu bearbeiten.

Mit weniger als 0,003 Millimeter Rundlauffehler sind Diebold-Spindelprodukte sowohl bei der Anfertigung der Einzelteile, als auch bei deren Montage auf das Einhalten bestimmter Temperaturgrenzen angewiesen. Eine vollklimatisierte Fertigung und Montage ist daher Pflicht. Schließlich kann diese extreme Genauigkeit nur bei einer konstanten Temperatur eingehalten werden. Macht sich doch die Längenausdehnung eines Stahl-Spindelteils von beispielsweise 500 Millimeter Länge bereits mit etwa 0,01 Millimeter bemerkbar, wenn die Temperatur nur um zwei Grad Celsius schwankt. Es versteht sich daher von selbst, dass in der Fertigung dieser Teile die Temperatur eine wichtige Rolle spielt, um aus einem Stahlrohling ein hochwertiges Präzisionsbauteil zu erschaffen.

Damit dies klappt, hat Diebold die Temperierung des Kühlmittels und auf diesem Weg des gesamten Maschinenkörpers im Zug einer 1.5 Millionen Euro teuren Klimatisierung durchgeführt, um unterschiedliche Temperaturen zwischen Fertigung und Feinmessraum zu vermeiden. Darüber hinaus werden Spitzenmaschinen von Index eingesetzt, die in der Lage sind, selbst komplizierteste Teile in einer Aufspannung zu produzieren, was Umspannfehler vermeidet. Mit diesem Maßnahmenbündel konnte die Nacharbeitsmenge der Teile signifikant reduziert und die hohe Präzision der Diebold-Spindeln gesichert werden.

Die Werkstoffkombination macht's

Die sorgfältige Fertigung der Komponenten ist eine Sache, die Auswahl des Materials, aus dem die Komponenten hergestellt werden, eine andere. Die Spindelkonstrukteure stehen vor der Aufgabe, Materialien so zu paaren, dass sich das Spindelwachstum nach Möglichkeit in Grenzen hält, wenn sich die Spindeltemperatur bei der Teilebearbeitung erhöht. In diesem Punkt lassen sich die Hersteller nicht gerne in die Karten schauen, da hier eine wesentliche Komponente ihres Markterfolgs verborgen ist.

Auch die Wahl der Spindellager, sowie die Art deren Schmierung gehört zu den wichtigen Eigenschaften, die den Wert einer Spindel ausmachen. Hochdrehende Spindeln sind nur mit teuren Keramiklagern möglich, da Stahllager in diesem Fall nur eine kurze Lebensdauer hätten. Auch wenn Stahllager billiger sind, lohnt es nicht, diese zu wählen, da der wesentlich kürzere Wartungszeitraum den Preisvorteil schnell zunichtemachen würde. Schließlich ist eine stehende Maschine nicht in der Lage zu produzieren, weshalb zu den Wartungskosten die nicht erbrachte Produktionszeit hinzukommt.

Doch auch die langlebigste Spindel ist irgendwann einmal am Ende ihrer Nutzungszeit angekommen. Selbstverständlich werden diese, egal ob Eigen- oder Fremdfabrikat, von Diebold wieder fit für ein weiteres, langes Spindelleben gemacht. Der besondere Ruf des ›Spindeldoktors‹ Diebold hat sich bis nach Singapur herumgesprochen, von wo immer wieder Spindeln zur Wartung nach Jungingen geschickt werden, obwohl in Asien sicher auch Unternehmen dies vornehmen könnten. Es zeigt sich eben auch hier, dass Qualitätsarbeit durch nichts zu ersetzen ist.

Eine besonders anspruchsvolle Aufgabe ist die Reparatur einer fremden Spindel, die ohne technische Dokumentation kommt. Im schlimmsten Fall hat sich schon ein anderes Unternehmen an der Reparatur versucht, weshalb die Diebold-Techniker nicht selten nur Einzelteile in einer Kiste vorfinden. Eine echte Herausforderung selbst für Top-Fachleute. Diebold hat bisher jedoch immer einen Weg gefunden, Spindel-Sorgenkinder wieder zu einem neuen Einsatzleben zu verhelfen. Nicht zuletzt dieser Aspekt ist es, der bei den Diebold-Kunden für höchste Zufriedenheit sorgt. Können diese doch ihre lange Jahre bewährten Maschinen in kurzer Zeit wieder einsetzen.

Damit dies klappt, arbeitet Diebold mit Maschinen-Service-Unternehmen zusammen, die eine ausgebaute Spindel per Kurier nach Jungingen schicken, wo diese in kürzester Zeit überholt und neu gelagert wird. Der Monteur, der vor Ort geblieben ist, bekommt in der Regel am nächsten Tag die überholte Spindel zum Einbau zurück. Wem es nicht so eilt, bekommt dennoch seine Spindel in kürzester Zeit zurück, denn Diebold gibt die Gewähr, dass eine Spindel innerhalb von fünf Tagen repariert und einbaufertig wieder vorliegt. Das kommt nicht von Ungefähr. Hat Diebold doch mittlerweile etwa 15.000 Spindeleinheiten selbst hergestellt. Diese Erfahrung spiegelt sich auch in der Spindelreparatur wieder. Zusammen mit einem umfangreichen Ersatzteillager sind auch Exoten rasch wieder einsatzbereit gemacht.

Damit die Spindeln auch höchsten Anforderungen genügen, hat Diebold unter anderem eigene Messmittel entwickelt, die sicherstellen, dass nur höchste Qualität das Haus verlässt. Beispielsweise besitzt das Unternehmen einen elektromechanischen Messdorn, der eine Auswertegenauigkeit von sagenhaften 0,0001 Millimeter besitzt. Doch das ist noch lange nicht alles. Die eigene Leitz-Messmaschine, die in einem Messraum der Güteklasse 2 steht, sitzt auf einem Luftlager, das Schwingungen aus der Fertigung wirksam am Eindringen in den Messmaschinenkörper hindert. Auf diese Weise werden Fehlmessungen wirksam unterbunden. Selbstredend, dass auch die höchste Wuchtqualität G1 für rotierende Teile angewendet wird, damit sich eine Spindel ›Diebold-Spindel‹ nennen darf.

Video

Einen Film über die Herstellung einer Diebold-Spindel finden Sie hier.

 

Mehr Informationen:

Kontakt  Herstellerinfo 
Diebold Goldring Werkzeuge GmbH & Co.
An der Sägmühle 4
72417 Jungingen
Telefon 07477 871-0
Fax 07477 871-30
E-Mail: kontakt@hsk.com
www.hsk.com
 

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