Wozu wird der Spindelmotor eigentlich eingesetzt?
Es lässt sich heutzutage ein ganz besonderes Bauteil ausmachen, welches in zahlreichen modernen Industrierobotern und Werkzeugmaschinen zu finden ist: Der Spindelmotor.
Die Spindel, welche dem Spindelmotor seinen Namen verleiht, wird dabei direkt angetrieben, was bedeutet, dass auf einen Kielriemen oder ein Getriebe zum Zweck der Kraftübersetzung verzichtet wird. Im Gegensatz zu Motoren, die keinen Direktantrieb aufweisen, ergeben sich so überzeugende Vorteile. Unternehmen profitieren so in hohem Maße davon, wenn sie ein Spindelmotor für jede Anwendung nutzen.
Welche grundlegenden Vorteile die Motorspindel auszeichnen und in welchen Bereichen die Spindelmotoren hauptsächlich Anwendung finden, erklärt der folgende Artikel.
Die charakteristischen Eigenschaften der Spindelmotoren
Die Motorspindel umfasst unterschiedliche Komponenten, jedoch gleicht sich der grundlegende Aufbau auch zwischen verschiedenen Herstellern. Der Motor, die Spindel und das Gehäuse stellen die Basis-Bauteile der Spindelmotoren dar. Daneben weisen sie außerdem Sensoren auf, welche die Steuerung unterstützen und ihre Funktion sicherstellen, eine Kühlung und eine Schnittstelle für Werkzeuge.
Spindelmotoren lassen sich vor allem an ihrem überaus kompakten Aufbau erkennen. Die Bauform weist in der Regel die Abmessungen auf, welche durch den Roboter, das Bearbeitungszentrum oder die Maschine, in denen sie genutzt werden, vorgegeben sind. Werden Spindelmotoren im Bereich der Mikrozerspanung genutzt, können bereits Durchmesser des Gehäuses von nur 25 Millimetern realisiert werden. Geht es um den Bereich der Schwerzerspanung, kann der Durchmesser des Gehäuses jedoch durchaus auch mehr als 400 Millimeter betragen.
Ermöglicht wird dieser kompakte Aufbau der Motorspindel dadurch, dass in ihnen ein Elektromotor verbaut ist, der sich in den meisten Fällen zwischen der vorderen und der hinteren Lagerung befindet.
Das wichtigste Bauteil: Die Spindel
Eine der wichtigsten Komponenten des Spindelmotors besteht natürlich in der namensgebenden Spindel. Diese besteht in einer Welle, die eine integrierte Schnittstelle aufweist, und rotiert. Abhängig davon, in welcher Maschine sie eingesetzt wird, kann die Spindel sowohl werkstück- als auch werkzeugtragend ausgelegt sein.
Handelt es sich um eine werkzeugtragende Spindel, wird diese oft als Fräs- oder Schleifspindel genutzt. Im Gegensatz dazu nutzen Drehmaschinen in den meisten Fällen werkstücktragende Spindeln.
Die Spindel muss jedoch nicht nur die Fixierung und die Aufnahme von Werkzeug sicherstellen können, sondern außerdem hohen technischen Anforderungen gerecht werden. Zum Ausdruck kommen diese beispielsweise in einer hohen Rundlaufgenauigkeit, einer thermischen Stabilität und einer hohen dynamischen und statischen Steifigkeit. Die Spindel muss außerdem in der Lage sein, hohen Drehzahlen und sehr schnellen Beschleunigungen standzuhalten.
Überzeugende Vorteile durch den Einsatz von Spindelmotoren
Die Vorteile, durch welche die Spindelmotoren zu überzeugen wissen, ergeben sich aus der geschilderten Funktionsweise und ihrem speziellen Aufbau. Im Gegensatz zu normalen Riemenantrieben werden durch die Motorspindel genau die Anforderungen erfüllt, welche von innovativen Industrie-Robotern und modernen Maschinen ausgehen.
Durch die Motorspindeln wird grundsätzlich eine höhere Qualität der Oberflächen sichergestellt, sowie auch eine höhere Genauigkeit der Werkstücke. Die Bearbeitungszeiten fallen außerdem kürzer aus und der Bedarf an Wartungen sinkt merklich.
Daneben ergeben sich jedoch ebenfalls Vorteile, die sich auf die geringe Massenträgheit der Spindelmotoren zurückführen lassen. Zu diesen gehört eine optimale Funktion unter hohen Drehzahlen und die schnelle Beschleunigung. Mithilfe moderner Motorspindeln lässt sich so nicht nur die Qualität der Arbeitsergebnisse maßgeblich erhöhen, sondern ebenfalls die allgemeine Produktivität des Herstellungs- und Fertigungsprozesses.