PRODUKTE & SERVICE Alt
Minimalste Reibung, ohne Verschleiß, ohne Verluste. Stattdessen mit einem deutlichen Gewinn an Präzision, Leistungsfähigkeit und Lebensdauer – Werkzeugmaschinen, die mit der zukunftsweisenden Technologie Marke HYPROSTATIK® ausgestattet sind, bieten klare Wettbewerbsvorteile. Als Innovationspreisträger des Landes Baden-Württemberg und Technologieführer auf dem Gebiet hydrostatischer Systeme konzipieren und produzieren wir weltweit einzigartige Komponenten und Systeme: hydrostatische Führungen, Gewindetriebe und Spindellagerungen. Da sich die bewegten Teile nicht berühren, bleibt Verschleiß aus. Veredelt durch unseren innovativen Progressiv-Mengen-Regler und eine fundierte Beratung machen sich die hochwertigen HYPROSTATIK-Lösungen genau dieses Prinzip zunutze. Zum Vorteil der Werkzeugmaschinen unserer Kunden: Sie werden exakter, zuverlässiger, langlebiger und effektiver.
INGENIEURLEISTUNGEN
Für eher langsame Bewegungen, bei welchen höherviskose Öle entsprechend VG 22 bis ca. VG100 verwendet werden können, wie dies z.B. bei Linearführungen und langsam drehenden Rundtischen der Fall ist, bieten wir unseren Kunden an, im Rahmen von Ingenieurleistungen die Maße und technischen Daten hydrostatischen Komponenten, in der Regel unter Berücksichtigung unser PM-Regler, festzulegen. Die Kunden erhalten dann eine Zeichnung mit den benötigten Hydrostatiktaschen sowie allen Maßen der Hydrostatiktaschen.
Weiter erhalten die Kunden einen umfassenden Kommentar zu dieser Auslegung, durch welchen sie in die Lager versetzt werden, die hydrostatischen Komponenten selbst zu fertigen. Die erforderlichen PM-Regler können die Kunden dann bei uns kaufen. Die Kunden partizipieren hierbei von der Erfahrung von hunderten von erfolgreich ausgelegten hydrostatischen Komponenten wie Linearführungen, Spindellagerungen Rundtischen, Mittenlagerungen und Sonderlösungen. Mittels unserer nur uns zur Verfügung stehenden Berechnungsprogrammen erreichen wir optimale Lösungen.
Mit diesen Programmen legen wir alle relevanten Daten der Hydrostatiktaschen optimal fest und berechnen die Werte wie erforderlicher Pumpendruck, minimale und maximale Taschendrücke, minimale und maximale Größe der Spalte zwischen den stationären und beweglichen Lagerteilen, die Steife, die Belastungsreserve, die Reibleistung, die Ölerwärmung, den erforderlichen Ölstrom und berechnen zudem die Dämpfungswerte bei dynamischer Belastung, jeweils in Abhängigkeit von verschiedenen Erregerfrequenzen, Massen und den ermittelten Steifewerten.
Damit sind wir auch in der Lage, bei von Kunden angegebenen kritischen Frequenzen bestmöglich Dämpfung zu erreichen.
PM-Regler für Führungen, Rundtische und Spindellagerungen mit jeweils moderaten Geschwindigkeiten
Folgende Eigenschaften resultieren aus der Konzeption des PM-Reglers:
- Da die erste Drosselstelle des PM-Reglers, genau wie die Spalte der Hydrostatiktaschen, immer laminar durchströmt wird, ändert sich der Fluidstrom durch den Regler und die Hydrostatiktaschen aufgrund variierender Fluidviskosität in gleicher Weise, so dass die Steifen und Belastbarkeiten sowie die Spaltgrößen und Taschendrücke der Hydrostatiktaschen unabhängig von der Fluidviskosität konstant sind.
Bei einer Änderung der Fluidviskosität, z.B. aufgrund unterschiedlicher Fluidtemperaturen oder durch Austausch des Fluids (Die zulässige Viskositätstoleranz einer Ölsorte beträgt nach DIN ± 10%!) verändern sich also die Maschineneigenschaften nahezu nicht. Verändert wird nur der erforderliche Fluidstrom und etwas die Dämpfungseigenschaften. - Da die Regelung des Fluidstromes nur durch elastische Verformung der Federstahlscheibe erfolgt, also keine gleitenden Bewegungen vorhanden sind, arbeitet der PM-Regler verschleiß- und hysteresefrei. Aufgrund der geringen Masse der Federstahlscheibe und hoher Stellkräfte ist der PM-Regler sehr schnell, die Eigenfrequenzen liegen ein Vielfaches über den im Maschinenbau relevanten Erregerfrequenzen. Da keine gleitenden Elemente vorhanden sind, ist der Regler zudem wartungsfrei!
- Bei konstantem Eingangsdruck (= Pumpendruck) führt der PM-Regler bei steigender Belastung einer Hydrostatiktasche, also steigendem Taschendruck und damit Ausgangsdruck am Regler der Hydrostatiktasche einen ebenfalls ansteigenden Fluidstrom zu. Hierdurch werden gegenüber Lösungen mit Kapillaren ca. vierfache Steifen (!) erreicht.
Der PM-Regler weist also die sehr atypische Eigenschaft auf, bei sinkendem Differenzdruck über den Regler einen steigenden Fluidstrom durch den Regler zu erreichen.
Vorteile bei allen Anwendungen für Führungen:
- verschleißfrei auch bei max. Last, somit keine Präzisionsverluste mit zunehmender Gebrauchsdauer
- Zehnerpotenzen bessere Dämpfung, dadurch wesentlich bessere Werkstückoberfläche und Werkzeugstandzeit
- keine Schwingungen und Schwankungen der Reibung wie bei Wälzführungen durch Kugelumlauf
- kein Umkehrsprung der Vorschubkraft bei Umkehr der Bewegungsrichtung
- nahezu reibungsfrei bei geringen Geschwindigkeiten kein Stick-Slip-Effekt
- Verfahrweg kleiner 0,1 µm möglich
- Die Verbindung zwischen den Anschlüssen am PM-Regler erfolgt durch Rohre, welche möglichst kurz sein sollen und deren Innendurchmesser so zu bemessen ist, dass die maximale Ölgeschwindigkeit 1 m/s nicht übersteigt.
Die hydrostatische Führung wird angepasst an:
- Gewichte, Bearbeitungs- und Beschleunigungskräfte
- maximale Geschwindigkeit und Beschleunigung sowie gewünschte Steife und optimale Dämpfung
PM-REGLER IN REIHENBAUWEISE
Aufbau des PM-Reglers in Reihenbauweise
In der Abb. ist ein PM-Regler in „Reihenbauweise“, teilweise aufgeschnitten, dargestellt. Dieser Regler ist in einem hydraulischen Schaltplan für eine hydrostatische Pinolenführung mit 4 Taschen eingebunden.
Der PM-Regler besteht aus dem dargestellten Anschlussblock des Pumpendrucks, einer unterschiedlichen Zahl von Reglerscheiben (in der Abb. drei Reglerscheiben).
Vorteil dieses Konzepts und des Reglers in Reihenbauweise ist, dass alle Taschendrücke an einem Abzweig der Verbindungsleitung Regler-Hydrostatiktasche nahe dem Regler zentral gemessen werden können und dass der Regler, z.B. bei Verschmutzung, leicht ausgetauscht werden kann.
Die Leitungen zwischen Regler und Hydrostatiktaschen sollten möglichst klein gehalten werden.
ANBAU-PM-REGLER
Vorteile durch Anbauregler
Optimale dynamische Verhältnisse werden erreicht, wenn die Leitung zwischen dem PM-Reglern und den Hydrostatiktaschen sehr kurz ist.
Aus diesem Grund wurde der Anbauregler entwickelt, der z.B. bei hydrostatischen Gewindetrieben und bei Spindellagerungen verwendet wird. Aber auch zu Führungen eingesetzt werden kann.
Diese Anbauregler werden üblicherweise so an eine eben geschliffene Fläche eines Maschinenteils mit Hydrostatiktaschen befestigt, dass die Verbindung vom zentralen Anschluss des Anbaureglers zur Hydrostatiktasche nur durch eine möglichst kurze Bohrung erreicht wird.
Die Ölzuführung von der Pumpe zum Anbauregler kann intern ebenfalls über die Anschraubfläche für den Anbauregler erfolgen (siehe Abbildung).
Alternativ kann die Ölzuführung zum Anbauregler auch extern über eine Gewindebohrung im Gehäuse de Anbaureglers mittels einem Rohr erfolgen.
Anbau-PM-Regler mit interner Ölzuführung
Anbau-PM-Regler mit externer Ölzuführung
HYDROSTAT. FÜHRUNGEN
HYDROSTATISCHE FÜHRUNGSSCHUHE
Vorteile
- verschleißfrei
- unbegrenzte Lebensdauer
- Eigenschaften der Maschine ändern sich nicht mit der Nutzungsdauer
- keine Reibung im Stillstand – kein Stick-Slip-Effekt
- Positioniergenauigkeit wird nicht von der Führung begrenzt
- sehr kleine Verfahrschritte und sehr langsame Bewegungen möglich
- Exzellente Dämpfung, keine Vibration
- verbesserte Oberfläche
- schwingungsfreier Lauf
- sehr hohe Belastbarkeit durch große Taschen
- sehr hohe Steife durch PM-Regler
- ein Ölzufluss mit konstantem Druck
- integrierte Durchflussregelung
- angebaute Drucksensoren zur Überwachung der Vorspannung und der äußeren Belastungen durch CNC
- geringe Verformungen durch Schrauben
- einfache Konstruktion der Umgebungsteile
- wählen Sie den Pumpendruck 32, 50 oder 80 bar entsprechend Ihren max. Belastungen
- wählen Sie die Ölviskosität VG32, V46 oder VG68 entsprechend Ihrer max. Geschwindigkeit
Unsere Führungsschuhe gibt es in zwei Varianten: der symmetrische Aufbau eignet sich für schmale Führungen. Der asymmetrische Aufbau ist perfekt für breite Führungen und Ultrapräzisionsmaschinen. Natürlich sind bei ganz speziellen Anwendungen auch Sonderausführungen möglich. Daneben sind auch andere Querschnittsprofile und Kreis-Ring-Segmente für Rundtische realisierbar.
Zwischen den Führungsschuhen kann beidseitig ein Klemmelement eingesetzt werden. Dieses Element hat ein angeschraubtes Bronzeelement, welches im mittleren Membranbereich über einen einstellbaren Druck an die Führungsbahn angelegt werden kann. Das Klemmelement kann verwendet werden, um Dämpfung bzw. Reibung in Bewegungsrichtung in einstellbarer Größe zuzuschalten, wenn dies für die Bearbeitung hilfreich ist.
HYDROSTATISCHE LINEARFÜHRUNG
Hydrostatische Linearführung für kleinere Schlitten wie 400 mm mit Sperrluft zur Abdichtung:
hydraulische Daten:
| Pumpendruck | 25 bar |
| Bevorzugtest Öl | Schleiföl VG10 20-30°C |
| Vorlast je Tasche | 5-10bar = 1000-2000N |
| Belastung je Tasche | +/-1500N |
| Spalte | 12-14µm |
| Spaltsteife pro Tasche | 280 bis 700 N/µm |
| Ölbedarf pro Schlitten | 0,2 – 0,3 l/min |
| Energieeintrag | 9 bis 18 Watt |
pneumatische Daten:
| Luftdruck | 0,4-0,8 bar |
| Luftbedarf | ca. 40-80 l/min |
| stark Abhängig vom Staudruck, Rücklauf und Spalt |
|
| Energieeintrag | 100 bis 210 Watt |
VERSCHIEDENE FÜHRUNGSPROFILE
Vorteile beim Einsatz von PM-Reglern an Führungen
- Häufig kann auf einen Umgriff verzichtet werden, wenn die Belastungsrichtungen dies zulassen, da mit PM-Reglern der Umgriff nur zur Erhöhung der Steife vielfach nicht notwendig ist
- Bei Führungen ohne Umgriff kann die Steife zusätzlich durch Unterdrucktaschen deutlich erhöht werden
- An Führungen mit Umgriff kann die Steife der Führung weitgehend unabhängig von der Belastbarkeit durch unterschiedliche Vorspannung eingestellt werden.
- kein Verschleiß mit zunehmender Gebrauchsdauer
- Zehnerpotenzen bessere Dämpfung, dadurch wesentlich bessere Werkstückoberfläche und Werkzeugstandzeit
- keine Schwingungen und Schwankungen der Reibung wie bei Wälzführungen durch Kugelumlauf
- kein Umkehrsprung der Vorschubkraft bei Umkehr der Bewegungsrichtung
- nahezu reibungsfrei bei geringen Geschwindigkeiten
- kein Stick-Slip-Effekt
- Verfahrweg kleiner 0,1 µm möglich
- Gleiteigenschaften der Werkstoffe, des Schlittens und der Führungsbahn sind unwesentlich, es kann auch Mineralguss, Alu oder Abformmasse verwendet werden
Die hydrostatische Führung wird angepasst an:
- Gewichte, Bearbeitungs- und Beschleunigungskräfte
- maximale Geschwindigkeit und Beschleunigung sowie gewünschte Steife und optimale Dämpfung
Linearmotorführung
- die Biegebelastung durch die Niederzugkraft des Motors auf den Schlitten und die Führungsbahn ist relativ gering
- die Auflagetaschen werden durch die Magnetkraft vorgespannt
- für horizontale und vertikale Schlitten, sofern die abhebenden Kräfte deutlich kleiner wie die Vorspannung durch Gewicht- und Magnetkraft sind
Offene Führung
- hydrostatische Führung mit höchster Präzision und exzellent steifer Richtungsführung für horizontale Anwendungen, sofern Bearbeitungs- und Beschleunigungskräfte auf die Taschen deutlich kleiner sind als die Gewichtskräfte
- Vergrößerung der Vorspannung durch Gewichte mittels Unterdrucktaschen möglich (dunkelorange dargestellt) besonders geeignet für Rundschleif-, Flachschleif- und Werkstückachsen von großen Fräsmaschinen
V-Flachführung
- keine Verformung durch Schrauben, somit höchste Präzision
- geringe Fertigungskosten, da keine Flächen auf Maß geschliffen werden müssen und keine Leisten notwendig sind für horizontale Anwendungen, sofern Bearbeitungs- und Beschleunigungskräfte auf die Taschen deutlich kleiner sind als die Gewichtskräfte
- Vergrößerung der Vorspannung und dadurch Steife mittels Unterdrucktaschen möglich (dunkelorange dargestellt)
- geeignet für Rundschleif-, Flachschleif-, Mess- und Ultrapräzisionsmaschinen
- die Steife der Richtungsführung erhöht sich mit Belastung auf die V-Bahn
Umgriff-Führung
- Für Führungen mit Belastungen in beliebigen Richtungen, also auch abhebenden Kräften
- einfach herzustellende, hochgenaue und extrem parallele vertikale Hydrostatikspalte
- geringe Fertigungskosten, da kein Teil parallel und auf Maß geschliffen werden muss
- die Größe des vertikalen Summenspalts wird durch einen Stufenschliff auf einer Seite der beiden Umgriffleisten bestimmt
- für horizontale und vertikale Schlitten mit großen Kräften, Momenten und hoher Steife
HYDROSTAT. GEWINDETRIEBE UND LAGER
Nutzen auch Sie und Ihre Kunden die Vorteile unseres weltweit einzigartigen Hydrostatischen Gewindetriebs.
Vorteile gegenüber der Kugelrollspindel und Wälzlager auf einen Blick:
- verschleißfrei, da im Betrieb keine Berührung stattfindet
- keine Genauigkeitsverluste, auch in langem Betrieb unter Volllast bei maximaler
- Geschwindigkeit
- reibungsfrei bei geringen Geschwindigkeiten
- keinerlei Umkehrsprung der Reibkraft bei Drehrichtungswechsel
- überträgt geringste Drehbewegungen
- auch bei geringen Geschwindigkeiten kein Stick-Slip-Effekt
- keine Schwankungen des Reibmoments durch den Kugelumlauf
- höhere Axialsteife wie Kugelgewindetriebe
- vielfach bessere Dämpfung, dadurch bessere Werkstückoberfläche und Werkzeugstandzeit
- keine Schwingungen durch den Kugelumlauf
- auch für hohe Geschwindigkeiten und Beschleunigungen geeignet
- günstige Alternative zum Linearmotor mit höherer Genauigkeit, vielfach geringerer
- Erwärmung
- vielfach geringere Verlustleistung und hieraus keine Probleme mit Spänen am Permanentmagneten
- vielfach geringere Kühlleistung als Linearmotoren
Technische Besonderheiten auf einen Blick:
- Aufnahme von axialen und radialen Kräften sowie Momenten geeignet für einseitige Lagerung der Gewindespindel
- hochgenaue Lagerung des Gewindetriebs
- zwischen Hydrostatiktaschen schwebend gelagerte Doppelkegel zur Lagerung in „O-Anordnung“
- integrierte Mengenregelung nur durch den Taschendruck, nur ein Hydraulikanschluss,
- keinerlei elektronische Zusatzregelung erforderlich
- Alle Zuleitungen und Ableitungen in der Flanschfläche
- Wahlweise Abdichtung nach einer Seite durch Sperrluft/Spaltdichtung oder gleitende Dichtung
- Spindelenden werden nach Kundenwunsch ausgeführt
Die hydrostatische Mutter wird angepasst an:
- Axialbelastung beider Richtungen
- max. Drehzahl
- gewünschte Steife
Vorteile der hydrostatischen Lager gegenüber Wälzlagern auf einen Blick:
- verschleißfrei, da im Betrieb keine Berührung stattfindet
- keine Genauigkeitsverluste, auch in langem Betrieb unter Volllast bei maximaler Geschwindigkeit
- reibungsfrei bei geringen Geschwindigkeiten
- keinerlei Umkehrsprung der Reibkraft bei Drehrichtungswechsel
- überträgt geringste Drehbewegungen
- auch bei geringen Geschwindigkeiten kein Slip-Stick-Effekt
- keine Schwankungen des Reibmoments durch den Kugelumlauf
- vielfach bessere Dämpfung, dadurch bessere Werkstückober- fläche und Werkzeugstandzeit
Technische Besonderheiten der Hydrostatischen Lager zur Lagerung der Gewindespindel:
- Aufnahme von axialen und radialen Kräften sowie Momenten geeignet für einseitige Lagerung der Gewindespindel
- hochgenaue Lagerung des Gewindetriebs
- zwischen Hydrostatiktaschen schwebend gelagerte Doppelkegel zur Lagerung in „O-Anordnung“
- integrierte Mengenregelung nur durch den Taschendruck, nur ein Hydraulikanschluss, keinerlei elektronische Zusatzregelung erforderlich
- Alle Zuleitungen und Ableitungen in der Flanschfläche
- Wahlweise Abdichtung nach einer Seite durch Sperrluft/Spalt- dichtung oder gleitende Dichtung
HYDROSTAT. LAGERUNG
Unser Ziel ist der weitere Ausbau des Verkaufs von unten aufgeführten Serienspindeln. Bei höheren Stückzahlen und/oder Wiederholaufträgen bieten wir aber im möglichen Rahmen auch Sonderausführungen an.
Vorteile hydrostatischer Spindellagerungen System HYPROSTATIK®
- verschleißfrei und damit gebrauchsdauerunabhängige Eigenschaften
- außergewöhnlich hohe Rund- und Planlaufqualität
- hohe statische sowie dynamische Radial- und Axialsteife
- außergewöhnlich hohe Dämpfung
- geringe Reib- und Pumpenleistung durch unseren patentierten PM- Regler und optimale Auslegung mittels umfassenden Berechnungsprogrammen
- minimaler Temperaturgang von wenigen °C durch geeignete Ölkühlung und Wärmeisolation zwischen Motor und Spindellagerung
- exzellente Wuchtgüte
Oben genannte Eigenschaften gewährleisten:
- beste Werkstückoberflächen, hohe Werkzeugstandzeiten und Abtragsleistungen
- geringste mögliche Formfehler und beste Rund- sowie Planlaufqualität
- hohe thermische Stabilität nahezu unabhängig von der Drehzahl
- aufgrund der Verschleißfreiheit hohe Verfügbarkeit und
- bei crashfreiem Betrieb minimale Wartungskosten und Stillstandzeiten
Vorteile unseres PM-Reglers an hydrostatischen Spindellagerungen System HYPROSTATIK®
- gegenüber Lösungen mit Kapillaren Verlustleistung von bis zu 1/3(Reib- und Pumpenleistung)
- höhere Funktionssicherheit durch mathematisch definierten MMinimalspalt
- Keinerlei Reduzierung der zulässigen Lagerbelastung bei steigender Drehzahl
- durch den PM-Regler höhere Funktionssicherheit und Belastbarkeit auch bei höchsten Drehzahlen
Vorteile durch unsere Berechnungsprogramme an hydrostatischen Spindellagerungen System HYPROSTATIK®:
Unsere Berechnungsprogramme ermöglichen eine optimale Auslegung hydrostatischer Spindellagerungen gegenüber statischen und auch dynamischen Belastungen.
MOTORSPINDELLAGERUNGEN
Unser Ziel ist der weitere Ausbau des Verkaufs von unten aufgeführten Serienspindeln.
Bei höheren Stückzahlen und/oder Wiederholaufträgen bieten wir aber im möglichen Rahmen auch Sonderausführungen an.
EXTERN ANGETRIEBENE SPINDELLAGERUNGEN
MITTENLAGERUNGEN
SONDERLAGERUNGEN
RUNDTISCHE
hydroaggregate
