Flexibel und langlebig: 3D-e-kette für CNC-Mehrspindel-Drehautomaten von Schütte

• Was wurde benötigt: 3D-Energiekette triflex R-Type TRL 60
• Anforderungen: Zur Versorgung der Spindeln sollte die Leitungsführung neben dem axialen Vorschub auch eine sehr schnelle Rotativbewegung ausführen können. Dabei muss sie jährlich mehr als 4,5 Millionen Zyklen zuverlässig mitgehen.
• Branche: Werkzeugmaschinen
• Erfolg für den Kunden: Hoch zugfeste Energieführung bei gleichzeitig einfacher Befüllung. Kompakte Bauform für kompakte Maschinenkonstruktion bei gleichzeitig mehr Platz für die Leitungen. Hohe Flexibilität dank präzise gefertigter Kugelgelenk-Verbindung ohne Stahlseil. Lange Standzeiten bei höchster Beanspruchung.

Hersteller von komplexen Drehteilen möchten möglichst viele Bearbeitungsvorgänge in einer Aufspannung erledigen, denn das spart Zeit und Kosten. Dieses Ziel lässt sich mit der SCX-Baureihe von Schütte (Bild 1) bestmöglich verwirklichen. Die Mehrspindel-Drehautomaten bieten schon in der Grundausbaustufe sechs Hauptspindeln und eine Gegenspindel für Werkstücke, die sich fast vollständig von der ersten Werkstückseite fertigen lassen. Für Einsatzfälle, bei denen auch die zweite Werkstückseite umfangreich bearbeitet werden muss, lässt sich das Konzept auf bis zu neun Spindeln ausbauen (Bild 2). Und da die Spindeln auch in der C- und Y-Achse arbeiten können, ergeben sich für den Anwender eines SCX-Drehautomaten ganz neue Freiheiten bei der Bearbeitung komplexer Werkstücke. Zu den grundlegenden Konstruktionsmerkmalen der SCX Serie gehört die Tatsache, dass die Entwickler alles aus dem Arbeitsraum verbannt haben, was nicht direkt an der Entstehung des Werkstücks beteiligt ist: Antriebs- und Führungselemente, Schmier- und Kühlleitungen sowie Elektrokabel. Dennoch muss natürlich jede Spindel mit Kühlmedium, Hydrauliköl, Energie und Signalen versorgt werden. Und an diese Medien-, Energie- und Signalzuführung werden hohe Anforderungen gestellt: Neben dem axialen Vorschub muss auch eine sehr schnelle Rotativbewegung ausgeführt werden. Dabei stellt die Anwendung extreme Anforderungen an die Lebensdauer der Energiekette: Bei typischen Taktzeiten von 5 bis 10 Sekunden kommt man auf 5760 Takte – und entsprechend vielen Bewegungen der Energiekette. Das heißt: Nach nur 17,3 Schichten sind die ersten 100.000 Zyklen erreicht. Hochgerechnet auf ein Jahr im 24 Stunden/5 Tage-Betriebe kommt man auf mehr als 4,5 Millionen Zyklen pro Jahr. Und mit einem Jahr Lebensdauer einer Komponente gibt sich Schütte keinesfalls zufrieden: Die Maschinen sind weltweit bekannt für hohe Lebensdauer.

Für die Energiezuführung zu den Spindeln war von Beginn an eine Energiekette vorgesehen. Das ursprünglich ausgewählte Modell erfüllte aber nicht die hohen Ansprüche von Schütte. So gab das Personal bei der Produktion der ersten Serien dem Konstruktionsleiter die Rückmeldung, dass die Energieketten schlecht zu befüllen sind.
Daraufhin sah man sich nach einer Alternative um. Die fand man mit unserer 3D-Energiekette triflex R (Bild 3 und 4), die ursprünglich für anspruchsvolle sechsachsige Roboter-Anwendungen in rauen industriellen Umgebungen entwickelt wurde, d.h. für axiale und rotative Bewegungen in einer Kette.
Trotz der hohen Zugfestigkeit lässt sich die dreigeteilte 3D-Kette sehr einfach befüllen – bis auf den letzten Zentimeter. Selbst die Medienleitungen z.B. für den Kühlschmierstoff, die einen recht großen Querschnitt haben, konnte der Kunde somit ohne großen Kraftaufwand in die Kette einclipsen.
Das Personal in der Fertigung von Schütte war daher schnell von der neuen e-kette überzeugt. Und die Konstrukteure schätzen die kompakte Bauform, die angesichts des begrenzten Platzangebots in der Maschine wichtig ist. Die triflex R bietet mehr Platz für Leitungen als das zuvor genutzte Modell, und da sie dank der präzise gefertigten Kugelgelenk-Verbindung ohne Stahlseil auskommt, ist sie auch ausgesprochen flexibel.
Die Energiekette ist von Grund auf für sehr lange Standzeiten auch bei höchster Beanspruchung konstruiert. Das zeigten bislang die Versuche als auch die Praxiseinsätze: Die Energieketten halten den hohen Belastungen stand – und das, obwohl sie bei jedem Takt des Werkzeugs mit hoher Geschwindigkeit große Wege zurücklegen und ausgreifende Hub- und Schwenkbewegungen ausführen muss. Auch die Ölnebel der häufig aggressiven Kühlschmierstoffe beeinträchtigen die Lebensdauer der Kette nicht.
In der SCX-Baureihe kommt konkret die triflex R-Type TRL 60 zum Einsatz, wobei das L für „light“ steht und die Zahl den Innendurchmesser von 60 mm angibt. Auf die geschlossene Ausführung der Basisversion Triflex R konnte man verzichten, weil der Antriebsraum spanfrei bleibt.