Drucklose Fixierung von Rotationsachsen
Hohe Dynamik und Standzeit ohne bewegliche Teile
Mit ihrer DKHS1000-Serie präsentiert die Zimmer Group eine Klemmelemente-Weltneuheit zur drucklosen Fixierung von Rotationsachsen. Sie steht für höchste Winkelgenauigkeit unter Drehmomentaufnahme bei gleichzeitig hoher Dynamik durch marktübertreffende Schließzeiten.
In der Werkzeugmaschine steigen kontinuierlich die Anforderungen an die zu erzielende Dynamik und Genauigkeit. Speziell in Rotationsachsen wirkt sich die Winkelgenauigkeit zunehmend mit steigendem Radius aus. Zusätzlich kommen bei Schwenkbrücken schnell mehrere hundert Kilogramm inklusive Bauteilgewicht zusammen, welche auch unter Prozesskräften bei hoher Steifigkeit auf Position gehalten werden müssen.
Höchsten Anforderungen gewachsen
Diesen Anforderungen wird die neue hydraulische Klemmelemente-Serie DKHS1000 gerecht. Sie wurde zur hochsteifen und genauen Fixierung von Rotationsachsen unter hoher Winkelgenauigkeit bei Drehmomentaufnahme konzipiert. So werden die zu erzielenden Haltemomente bereits bei einer Auslenkung von unter einer Winkelsekunde angegeben. Diese Genauigkeit kann bislang lediglich von wenigen am Markt verfügbaren High-End-Winkelmessgeräten aufgelöst werden. Somit liegt die erzielbare Genauigkeit höher, als diese bei einer in Regelung befindlichen Achse möglich wäre. Zusätzlich ergibt sich über die erhöhte Steifigkeit und die bessere Ableitung von Schwingungen und Vibrationen ein verbessertes Fräßbild.
Hohe Dynamik und Standzeit – Vorzüge beim Einsatz in Kombination mit Torque-Antrieben
Vor allem bei einer Verwendung in Kombination mit hochdynamischen Torque-Antrieben kann die DKHS1000-Serie die Vorzüge der schnellen Schließzeit unter 30 Millisekunden ausspielen. Damit werden nahezu um den Faktor 10 schnellere Schließzeiten gegenüber pneumatischen Lösungen realisiert. Die kurzen Schließ- und Öffnungszeiten werden durch die hohe Vorspannung des Gehäuses in Kombination mit dem geringen Schluckvolumen erzielt.
Aufgrund ausgiebiger Testreihen während der Entwicklung und in Kooperation mit frühen Testkunden kann ein B10d-Wert von über 5 Mio. Zyklen unter Anwendungsbedingungen bestätigt werden. Durch diese marktübertreffende Standzeit ist der Einsatz der DKHS1000 mehrheitlich über das gesamte „Maschinenleben“ hinweg ohne Austausch realisierbar und ermöglicht somit größtmögliche Planungssicherheit und eine hohe Anlagenverfügbarkeit.
Innovative und bewährte Wirkprinzipien nutzbringend eingesetzt
Kombiniert mit der großen Kolbenfläche können, über die Vorspannung des Gehäusematerials, Haltemomente bis 8.000 Nm erzielt werden. So spreizt sich das einteilige Gehäuse unter Hydraulikdruck geringfügig im elastischen Bereich auf und gibt die Wellenanbindung und damit die Rotationsachse, frei.
Die Vorspannung bietet dem Kunden zudem eine integrierte Notfunktion, die bei Druckverlust oder beim Ausfall der gesamten Anlage für den sicheren Halt beweglicher Komponenten sorgt.
Genauigkeit und Haltemoment für unterschiedliche Anforderungen
Die Haltemomente werden jeweils in Abhängigkeit der Steifigkeit bei einer Winkelsekunde für den Einsatz in Bearbeitungsprozessen und bei fünf Winkelsekunden für die Auslegung unter Sicherheitsanforderungen angegeben.
Zur Verdeutlichung der erzielbaren Genauigkeit: Eine Winkelsekunde, bzw. Bogensekunde beschreibt den 3.600sten Teil eines Grads. Sie gleicht dem Winkel der eine Absenkung von fünf Millimetern über einen Hebelarm von einem Kilometer bedeutet. Bei der Baugröße DKHS1460 wird diese Winkelgenauigkeit bei einer Belastung durch ein ausgewachsenes Rennpferd auf einem Hebelarm von einem Meter erzielt, was einem Haltemoment von 6.000 Nm entspricht.
Neuartige Zustands-Abfrage – Mehrwert über Materialspannung
Passend zu dem neuartigen Wirkprinzip im Bereich der Rotationsachsen bietet die Zimmer Group als Option eine neue Zustands-Abfrage an. So wird auf das Gehäuse ein Dehnmessstreifen (DMS) appliziert, welcher die Materialspannung bestimmt. Darüber ist eine hochauflösende und dauerhafte Zustandsabfrage möglich. In Verbindung mit der ohnehin kurzen Schließzeit kann die Taktzeit somit auf ein Minimum reduziert werden.
Über die Wahl zwischen IO-Link oder digitaler Ansteuerung wird eine einfache und schnelle Inbetriebnahme ermöglicht. Zur weiteren Erleichterung werden einfach zu übernehmende SPS-Bausteine angeboten.
