Sicher verstaut: Energieführungskette für Portalfräsmaschine

Schiffsdieselmotoren oder Werkstücke für den allgemeinen Maschinenbau – die ProfiMill-Portalfräsmaschine der größten Baugröße wird in vielen Bereichen etwa für die Lohnbearbeitung eingesetzt. 2009 wurden diese schließlich vom Unternehmen WaldrichSiegen komplett überarbeitet. Das Ergebnis sind komplett hydrostatisch geführte Maschinen, die leistungsfähig und wartungsfreundlich sind. Die Fräsmaschinen werden sowohl in Gantry- als auch in Tischbauweise ausgeführt. Sämtliche Hauptbaugruppen bestehen aus hochwertigem Guss aus Deutschland. Der eigens entwickelte hydrostatische Schneckenantrieb gewährleistet eine hohe Steifigkeit für die Bewegung größter Gewichte. Das Konzept erlaubt sowohl die Vor- als auch die Fertigbearbeitung auf einer Maschine.

Bei der ProfiMill für die eigene Produktion entschied sich das Unternehmen für eine Ausführung als Doppeltisch-Maschine, wobei sich die Tische koppeln oder einzeln nutzen lassen. Ein Highlight ist das selbst entwickelte Masterhead-Konzept, bei dem alle Vorsatzaggregate an der Masterhead-Schnittstelle eingewechselt werden. Ein Universalkopf mit Motorspindel realisiert hohe Drehzahlen, die für kleinere Werkzeuge benötigt werden sowie hohe Zerspanleistungen. Somit können eine Vielzahl der Vorsatzaggregate fettgeschmiert ausgeführt werden – anfällige Kühlkreisläufe sind überflüssig.

„Ein Fräskopfwechsler sorgt für einen vollautomatischen Austausch der Vorsatzaggregate“, erläutert Ralf Tschersche, Produktmanager Fräsmaschinen bei WaldrichSiegen. „Die Maschine ist mit sieben Fräsköpfen für unterschiedlichste Fräs- und Bohrbearbeitungen ausgestattet.“ Der Abstand zwischen den beiden Ständern beträgt 4,5 Meter, die Durchgangshöhe vier Meter. Die Fräs- und Bohreinheit stellt mit einer maximalen Aufspannlänge von 17,25 Metern und 120 kW Leistung am Werkzeug das Herzstück der Anlage dar.

Bei den Maschinenkomponenten arbeitet das Unternehmen mit Partnern zusammen. So wandte man sich bezüglich der benötigten Energieführungssysteme, Teleskopabdeckungen und Späneförderer an den Lösungsanbieter Kabelschlepp. „Welche Lösungen bei den Fräsmaschinen zum Einsatz kommen, hängt von den jeweiligen Anforderungen ab“, sagt Peter Marzinek, Head of Sales Deutschland/Schweiz/Österreich bei Tsubaki Kabelschlepp. Schließlich gleicht keine ProfiMill genau einer anderen – die Maschinen sind modular aufgebaut und werden in enger Abstimmung mit dem Kunden für jede Anwendung maßgeschneidert konstruiert und gebaut.

„Wir benötigten mehrere Energieführungen für die Maschine“, schildert Ralf Tschersche. Zwei Ketten führen vom Ständer zum Querbalken (W-Achse), und drei andere vom Querbalken an den Frässupport (Y- und Z-Achse); in beiden Fällen sollten die Energieführungen sowohl elektrische als auch hydraulische Leitungen schützen. „Aufgrund der starken mechanischen Belastungen und der rauen Produktionsumgebung entschieden wir uns in beiden Fällen für eine robuste Stahlkette.“
Die eingesetzten Energieführungen der S/SX-Serie unterstützen sowohl horizontale als auch vertikale Bewegungen und ermöglichen große freitragende Längen auch bei hohen Zusatzlasten. Im konkreten Fall sollten die Ketten Zusatzlasten von 15 kg/m und Geschwindigkeiten von 20 m/min ermöglichen.

„Für diese Anwendung ist zudem eine sehr gute Seitenstabilität und ein Geradeaus-Lauf der ineinanderlaufenden Ketten unerlässlich“, ergänzt Marzinek. „Diese Eigenschaften sind insbesondere durch die eingesetzten RMD-Deckel gewährleistet.“ Bei der Stegvariante RMD handelt es sich um ein Aluminium-Deckelsystem zum Schutz der Leitungen und Schläuche, das besonders für Anwendungen mit Späneanfall oder groben Verschmutzungen geeignet ist. Für eine maximale Stabilität sind die Aluminium-Deckel verschraubt – und gleichzeitig sind keine Leitungen zu sehen.

Schutz benötigten aber nicht nur die Leitungen, sondern auch die beiden Ständer, die Betten und der Querbalken der Fräsmaschine. Deshalb werden an allen Maschinenachsen Teleskopabdeckungen von Kabelschlepp eingesetzt. Die Lösungen unterstützen in diesem Fall Verfahrwege von bis zu 19 Metern und Verfahrgeschwindigkeiten bis zu 20 m/min. „Besonders wichtig ist bei dieser speziellen Anwendung, dass die Schutzsysteme spritz- und schwallwasserdicht sind“, erklärt Marzinek.

Das Problem besteht im eingesetzten Kühlschmiermittel: „Wenn die Maschinenachsen nicht abgedichtet wären, würde es sich mit dem Hydrostatiköl vermischen und die Funktionsweise der Maschine beeinflussen.“ Zusätzlich zu den regulären Abdichtungen sind die Rückwände und Gleiter der Ständerabdeckungen als Sonderkonstruktion ausgeführt, um die Kühlflüssigkeit direkt abzuführen. Alle Abdeckkästen sind zudem mit einem Abstreifsystem mit austauschbaren Lippen ausgerüstet, das die Systeme zusätzlich sauber hält. Bei dem Frässupport (Y-Achse) und den Maschinentischen (X-Achse) treten die höchsten Verfahrgeschwindigkeiten auf – um resultierende Vibrationen und Anschlaggeräusche zu vermeiden, sind die Teleskopabdeckungen in diesen Fällen mit einer speziellen Parabeldämpfung ausgestattet. Besonders praktisch: Die Bettabdeckungen sind begehbar und können bis maximal 100 Kilogramm belastet werden.

Für die neue ProfiMill in der Produktion von WaldrichSiegen lieferte Kabelschlepp zudem ein Fördersystem für den Abtransport der entstehenden Späne. Im Betrieb der Fräsmaschine fallen Guss- und Stahlspäne bis zu einer Menge von 1,3 Tonnen in der Stunde an.

Um diese Mengen zu bewältigen, sind zwei parallel laufende Scharnierbandförderer längs zur Maschine angeordnet – sie nehmen die Späne auf. Beide sind Unterflur angeordnet und transportieren die Späne in einen Querförderer und von dort aus in einen entsprechenden Behälter. Der Kühlschmierstoff wird ebenfalls über die Späneförderer abgeführt und dem zentralen Kühlschmierkreislauf in der Produktionshalle von WaldrichSiegen zugeführt. hei