Maschinenschutzeinrichtungen im XXL-Format: Massgeschneiderte Giganten

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Unternehmen in der Luftfahrt- und Raumfahrtindustrie fertigen Komponenten häufig in großen Dimensionen. Um diese speziellen Bauteile bearbeiten zu können, werden besondere Anforderungen an die Bearbeitungsmaschinen gestellt. So müssen CNC-Fräsmaschinen und -Bearbeitungszentren für diese Dimensionen entsprechend ausgelegt werden, wie auch die Maschinenschutz-Einrichtungen. Eine Lösung liegt in Maschinenrückwänden und Falten­bälgen im XXL-Format.

Bauteile wie Flügelrippen und andere Strukturbauteile von Flugzeugen kommen auf Längen von bis zu zwanzig Metern und mehr. Ihre Fertigung erfordert Bearbeitungszentren, die mit hoher Präzision in großen Dimensionen und mit hohen Geschwindigkeiten arbeiten, teils über bis zu sechs Achsen und mehrere Bearbeitungsspindeln. Zum Schutz gegen Verschmutzungen und mögliche Beschädigungen werden sensible Maschinenteile wie die Elektronik auf der Antriebsseite vom Bearbeitungsraum durch Maschinenschutzeinrichtungen wie Rückwandabdeckungen getrennt. Linearachsen außerhalb des Bearbeitungsraums können durch Elastic-Faltenbälge geschützt werden. Die Hema Maschinen- und Apparateschutz GmbH konstruiert und fertigt maßgeschneiderte Schutzabdeckungen für Werkzeugmaschinen. Hierzu gehören neben Faltenbälgen zum Schutz einer Achse oder Linearführung auch Rückwandkomplettsysteme zum Schutz mehrerer Achsen von CNC-Maschinen.

Schutzabdeckungen in XXL

Die Rückwandsysteme für Werkzeugmaschinen können je nach Baugröße montagefertig aufgebaut und als Komplettbauteil geliefert werden. Bei Abmessungen in XXL-Dimensionen werden die Komponenten vormontiert, geprüft und montagefreundlich konfektioniert. Für ein CNC-Bearbeitungszentrum eines renommierten Maschinenherstellers hat Hema eine Rückwand mit den spektakulären Abmessungen von 10 x 5 Metern gefertigt. Für den Transport als Komplettbauteil zu groß, wurde diese Rückwand bereits montagefreundlich in Modulbauweise konstruiert, sodass ein einfacher Transport und Aufbau beim Kunden möglich waren.

Nicht nur Rückwandsysteme für mehrere Achsen werden in großen Dimensionen realisiert, auch Faltenbälge zum Schutz einer Achse. Für einen europäischen Spezialmaschinenbauer hat das Unternehmen jetzt einen wahren Giganten maßgeschneidert: Der Faltenbalg ist 17 Meter lang und schützt auf dieser Strecke sicher die groß dimensionierten Werkstücke, die unter anderem für die Luftfahrtindustrie bearbeitet werden. Um die Stabilität auch in dieser großen Ausführung zu gewährleisten, hat Hema spezielle Verstärkungen und eine Auszugsbegrenzung installiert, die dem Gewicht und der Geschwindigkeit der Abdeckungen angepasst sind. Zudem wurde dieser Faltenbalg in einer Elementbauweise konstruiert, die es erlaubt, bei Beschädigung auch nur einzelne Elemente auszutauschen.

Maschinenschutzeinrichtungen: Spezielle Konzeption der Rückwände

Mit Faltenbälgen werden auch die Rückwandsysteme von Hema ausgestattet. Für den Einsatz im Spänebereich sind dabei Faltenbälge der Samurai-Baureihe die erste Wahl. Bei dieser Ausführung schützen Edelstahllamellen das Gewebe des Faltenbalgs gegen Beschädigungen durch scharfkantige und heiße Metallspäne in der spanabhebenden Bearbeitung.

Entsprechend der Maschinendimensionen werden auch die Rückwandsysteme in XXL-Ausführung konstruiert und gefertigt. Die Rahmenkonstruktion der Maschinenrückwände wird aus verwindungssteifem Stahlblech hergestellt. Spezielle Bauteile optimieren die Aufnahme der dynamischen Belastung der Schutzsysteme beim Verfahren der Maschine im Bearbeitungsprozess, sodass es bei hohen Verfahrgeschwindigkeiten der Maschine nur zu geringer Wellenbildung kommt. Für den Einsatz in Hochtemperatur-Anwendungen können die Faltenbälge aus speziellen Materialien gefertigt werden. Die Spindeldurchführungen werden ebenfalls ab Werk in die Rückwandsysteme integriert und auf die individuellen Kundenanforderungen ausgelegt. Rückwandtypen mit vier Spindeldurchführungen wurden bereits realisiert.

Schutz gegen heiße und scharfkantige Späne

Die Produktion der Faltenbälge erfolgt auftragsspezifisch und kundenorientiert auf teils eigens für Hema entworfenen Fertigungsanlagen. Verschiedene Fertigungsmethoden, wie Verschweißen, thermisches Verkleben oder auch Laminieren kommen hier zum Einsatz. Die Geometrie der Faltenbälge hängt stark vom Einsatzzweck ab. Die Langlebigkeit und der geringe Verschleiß der Faltenbälge vom Typ Samurai wurden in Dauertests mit mehr als einer Millionen Zyklen bestätigt. Für CNC-Maschinenzentren hat Hema mit der dieser Baureihe bereits erfolgreich Lösungen mit Geschwindigkeiten über 100 m/min und Beschleunigungen über 1,5 g realisiert.

Intensive Qualitätssicherung der Maschinenschutzeinrichtungen

Um Kunden ein Maximum an Sicherheit und Zuverlässigkeit garantierten zu können, unterziehen die Experten bei Hema Faltenbälge und Rückwände einer intensiven Qualitätssicherung. In enger Zusammenarbeit mit externen Instituten prüfen sie Entwicklungen und Konstruktionen auf Praxistauglichkeit und simulieren Extremsituationen. Hierzu hat der Hersteller am Firmensitz im hessischen Seligenstadt einen Testbereich eingerichtet, in dem unter anderem Lebensdaueranalysen durchgeführt werden. Die Ingenieure beobachten etwa das Knickverhalten der Materialien oder den Verschleiß der Gleit- oder Rollenführungen.

Auf Wunsch erhält der Kunde alle Testergebnisse, die im Zusammenhang mit seinem Produkt stehen. Mit Schutzsystemen und Maschinenschutzeinrichtungen von Hema können Unternehmen nicht nur die Sicherheit für ihre Maschinenbediener, sondern auch die Verfügbarkeit der Anlagen steigern. Außerdem werden damit die Ausfallzeiten reduziert und die Produktivität gesteigert.

Der Autor Dietmar Loster ist Leiter Konstruktion Schutzsysteme bei Hema Maschinen- und Apparateschutz GmbH.

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