Sonderveröffentlichung

Technik
Die Motorspindel - Antrieb moderner Werkzeugmaschinen

Die Motorspindel ist heute das zentrale Bauteil einer Werkzeugmaschine. Sie sorgt auch bei sehr hohen Drehzahlen für präzise Ergebnisse. Ihre Anwendungen sind äußerst vielfältig und reichen vom Fräsen über das Schneiden bis hin zum Gravieren.

Donnerstag, 25.03.2021, 08:33 Uhr aktualisiert: 25.03.2021, 15:53 Uhr
Technik: Die Motorspindel - Antrieb moderner Werkzeugmaschinen
Foto: Colourbox

Motorspindeln passen sich mit ihren zahlreichen Ausführungen und Größen sowie mit ihrer variablen Drehzahl an verschiedenste Anforderungen an. Der zugehörige Service für Spindelsysteme sorgt zudem für eine lange Nutzungsdauer der Bauteile.

Kompaktes Bauteil mit hoher Drehzahl

Eine Motorspindel treibt ganz unterschiedliche industrielle Werkzeuge an. Ihr Motor ist direkt in die rotierende Welle integriert, die das Werkzeug oder das Werkstück bewegt. Im Gegensatz zum klassischen Antrieb entfällt somit das Getriebe oder der Keilriemen für die Kraftübertragung. Durch diese Bauweise arbeiten Motorspindeln über einen weiten Drehzahlbereich gleichförmig, präzise und effizient.

Je nach Bauform sind die Spindeln mit Maximaldrehzahlen von bis zu 150.000 Umdrehungen pro Minute erhältlich. Ihr Durchmesser beträgt manchmal nur wenige Zentimeter, er kann aber auch 30 Zentimeter und mehr erreichen. In der Regel sind die Spindeln jedoch so kompakt, dass sie sich flexibel in verschiedenste Maschinen integrieren lassen. Obwohl das Bauteil wartungsarm ist, kann es bei Bedarf einfach ausgetauscht werden. Ein Spindelservice übernimmt dann Dienstleistungen wie die Überholung und den Umbau der Spindel oder sorgt für Ersatz.

Die Komponenten einer Motorspindel

Die zentralen Komponenten einer Motorspindel sind der Motor, die Spindelwelle mit ihren Lagern und die Werkzeugaufnahme. Ein im Spindelgehäuse verbauter Stator bewegt über elektromagnetische Kräfte einen Rotor. Dieser Rotor ist auf der Spindelwelle aufgebracht und versetzt diese in eine Drehbewegung. Am Ende der Spindelwelle befindet sich die Aufnahme für das Werkzeug oder für das Werkstück.

Die Kühlung des Stators erfolgt in der Regel über das Spindelgehäuse. Sie basiert meist auf Wasser, manchmal auch auf Luft. Zur Kühlung des Werkzeugs und des Werkstücks leiten einige Spindeln zusätzlich ein Kühlmittel direkt durch die Welle. Beim Werkzeugwechsel kommen mechanische, hydraulische oder pneumatische Verfahren zum Einsatz. Er kann manuell oder automatisch erfolgen.

Motorspindeln verfügen auch über eine Reihe von Sensoren. Sie messen etwa die Temperatur des Motors und der Lager oder die Position der Werkzeugaufnahme. Durch die ständige Überwachung der Sensorwerte lassen sich Fehler am Bauteil frühzeitig erkennen. Die Daten liefern gleichzeitig wertvolle Hinweise auf Zustände, in denen ein Spindelservice erforderlich wird.

Antrieb für zahlreiche Anwendungen und Branchen

Mit ihrer kompakten Form und dem einfachen Aufbau bilden Motorspindeln die Grundlage für zahlreiche industrielle Arbeitstechniken. Häufige Anwendungen sind das Fräsen, Bohren, Schleifen und Drehen. Ebenso kommen sie beim Entgraten, Zerspanen, Schneiden, Polieren oder Gravieren zum Einsatz. Erst moderne Motorspindeln mit besonders hohen Drehzahlen ermöglichen auch anspruchsvolle Verfahren wie das Hochgeschwindigkeitsschneiden. Neben Varianten für herkömmliche Werkzeugmaschinen sind Motorspindeln auch für die Verwendung in Robotern verfügbar.

Ebenso vielfältig wie die Anwendungen sind die Branchen, in denen Motorspindeln zum Einsatz kommen. Das reicht vom Automobilbau über die Luft- und Raumfahrtindustrie bis hin zur Möbelfertigung. Besonders kleine Spindeln werden auch in der Uhrenindustrie oder im Dentalbereich verwendet. Bei speziellen Anforderungen lassen sich Motorspindeln mit gezielten Anpassungen genau auf den jeweiligen Einsatzbereich ausrichten.

Diese Flexibilität, die hohe Leistung, der einfache Aufbau und die präzise Arbeitsweise sind die wesentlichen Vorteile der Motorspindel. In ihrer Kombination machen sie das kompakte Bauteil unverzichtbar für die moderne Fertigung.

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