Weiss Spindeltechnologie 3DC: Drehfrässpindel mit B-Achse

Die kompakte Bauweise der 3DC-Baureihe lässt im Maschinenraum lange Verfahrwege zu.

Das kombinierte Bearbeiten von Bauteilen durch Drehen und Fräsen in einer Maschine nimmt immer mehr an Bedeutung zu. Dabei gibt es die einfache Form dessen – Drehmaschinen mit angetriebenen Werkzeugen – schon sehr lange. Seit gut zehn Jahren bieten einige Maschinenbauer darüber hinaus hochwertige Drehzentren mit integrierter Drehfrässpindel an. Auf einer B-Achse angebracht, können diese neben der Drehbearbeitung nicht nur Bohrungen und Gewinde einbringen. Sie eignen sich auch für sphärische Fräsbearbeitungen mit hohem Moment, wie sie unter anderem bei der Fertigung von Turbinen, Kurbelwellen, Extrusionsschnecken oder für Gehäuse von Windkraftanlagen zum Einsatz kommen.

Die 3DC-Baureihe von Weiss – Drehfrässpindeln mit integrierter B-Achse – gibt es dank diverser Weiterentwicklungen jetzt als modulare Standardlösung für alle Hersteller von Drehmaschinen. Bislang gab es diese Technologie nur als kundenspezifische Entwicklung.

Schneller und kostengünstiger

Als Entwickler und Produzent solch kundenspezifischer Spindellösungen hat die Weiss Spindeltechnologie GmbH viel Erfahrung gesammelt und diese nun in die neue Standardbaureihe 3DC einfließen lassen. Durch diverse Anpassungsentwicklungen ist es den Ingenieuren und Technikern des Unternehmens gelungen, Drehfrässpindeln mit B-Achse in verschiedenen Leistungsklassen und Kombinationsmöglichkeiten dem gesamten Herstellermarkt von Drehmaschinen zur Verfügung zu stellen. „Auf diese Weise können wir unsere hochwertigen B-Achs-Lösungen schneller und kostengünstiger liefern“, ergänzt Christian Stephan, Vertriebsingenieur bei Weiss.

Die neuen 3DC-Spindeln lassen sich in verschiedene Bauarten von Drehzentren integrieren. Besonders einfach funktioniert es laut Stephan bei sehr vielen horizontalen Drehmaschinen. „Hier ist ab einer gewissen Größe fast immer genügend Platz vorhanden, so dass die Realisierung der zusätzlichen Achsen kein Problem darstellt. Bei den dafür notwendigen Konstruktionsarbeiten unterstützen wir natürlich“, erklärt der Ingenieur.

Die Easy-Connect-Verbindung zwischen Drehfrässpindel und B-Achse ist eine hilfreiche Option, um das Wechseln der Frässpindel zu vereinfachen.

Variantenvielfalt

Welche Leistung und Schnittstelle in der Drehfrässpindel für den Endanwender sinnvoll sind, hängt primär vom vorgesehenen Einsatzgebiet ab. Grundsätzlich gibt es vier Leistungsklassen. Die stärkste Spindel hält ein Dauerdrehmoment von 430 Nm bei einer Drehzahl von 6.500 min⁻¹ bereit. Die schnellste Variante erreicht Drehzahlen von 12.000 min⁻¹ bei einem Drehmoment von 165 Nm. Als Schnittstellen bietet Weiss dafür die HSK-T63, HSK-T100, Capto C6 oder Capto C8 an. Darüber hinaus stellt die Siemenstochter auch Sonderlösungen zur Verfügung, die eine Drehzahl von 24.000 min⁻¹ erreichen.

Dank des modularen Aufbaus lassen sich die Drehfrässpindeln beliebig mit zwei B-Achs-Varianten kombinieren, die beide mit Torque-Motor ausgestattet sind, aber über unterschiedliche Haltemomente verfügen. „Für unsere kundenspezifischen Lösungen setzten wir bislang auf die indexierte Klemmung – also eine Hirthverzahnung, die in einer Teilung von 2,5° mechanisch einrastet. So erreichen wir hohe Haltemomente von bis zu 15.000 Nm“, erläutert Jens Hofmann, ebenfalls Vertriebsingenieur bei Weiss. Diese gibt es auch bei den neuen 3DC-Spindeln. Alternativ dazu steht auch eine indexfreie Klemmung zur Auswahl, die laut Hofmann mit 2.800 Nm zwar weniger Haltemoment zur Verfügung stellt, dafür aber kostengünstiger ist und sich in jedem x-beliebigen Winkel positionieren lässt.

Vorzentrierte Verbindung

Neben den Kombinationsmöglichkeiten hat Weiss noch weitere Features entwickelt, die in den 3DC-Spindeln zur Verfügung stehen. Zum Beispiel die sogenannte Easy-Connect-Verbindung zwischen Drehfrässpindel und B-Achse: Hierbei haben Weiss-Ingenieure die direkte Steckverbindung der elektrischen Anschlüsse sowie die Medienübergabe besonders anwenderfreundlich realisiert. „So werden Serviceaufgaben wie Montage und Demontage deutlich vereinfacht, was letztlich Zeit und Kosten spart“, betont Stephan. „Außerdem ist es problemlos möglich, bei Bedarf die Drehfrässpindel auszutauschen, um die Fräsbearbeitung in der Drehmaschine mit höherer Drehzahl oder höherem Drehmoment zu ermöglichen.“

Noch einfacher werden diese Aufgaben mit der Option SMI24, die auf dem Siemens DRIVE-CLiQ in Kombination mit Sinumerik CNC basiert. Wie ein „elektronisches Typenschild“ überträgt diese Software sämtliche Parameter der Spindel selbstständig in die Steuerung. Etwaige Fehler durch falsche Eingaben sind somit ausgeschlossen. Darüber hinaus sind Anwender von Werkzeugmaschinen mit dem SMI24 in der Lage, auf Basis gesammelter Daten, Verschleißzustände der eingesetzten Spindel stetig zu überwachen, zu analysieren und entsprechende Trends abzuleiten. Das hilft wiederum, den Grad der Maschinenverfügbarkeit zu erhöhen. Auf Wunsch baut die Siemenstochter auch zusätzliche Hardware in Form einer Bohrstangenaufnahme am Spindelgehäuse ein. Hierdurch können besonders große bzw. schwere Drehwerkzeuge mit der erforderlichen Schnittstellensteifigkeit zum Einsatz kommen.