Spindeln: Das große Wissen

Eine Welle, die einem Direktantrieb entspricht und eine äußert präzise Lagerung aufweist, wird auch als Motorspindel bezeichnet. An dieser Spindel findet sich außerdem stets eine Schnittstelle für ein Werkzeug.

Die Motorspindel ist ebenfalls unter dem Begriff Spindelmotor bekannt. In zahlreichen innovativen Maschinen stellt der Spindelmotor heute eine der wichtigsten Bauteile überhaupt dar. Werden Spindelmotoren für Zerspanungsmaschinen eingesetzt, können Unternehmen dadurch zahlreiche Vorteile ausnutzen, wie etwa schnellere Bearbeitungszeiten.

Spindeln: Das große Wissen. pixabay.com ©Pavlofox (Creative Commons CC0)

Sollte einmal ein Defekt an der Motorspindel auftreten, stellt eine Reparatur in den meisten Fällen kein Problem dar – vorausgesetzt, es wird ein professioneller und spezialisierter Dienstleister mit dieser beauftragt.

Doch warum erfreut sich die Motorspindel eigentlich in so vielen Anwendungsbereichen einer so großen Beliebtheit und wie gestaltet sich ihr Aufbau im Detail? Zu diesen Fragen liefert der folgende Artikel die Antworten.

Klassische Ausführung des Spindelmotors

Der Großteil der Motorspindeln verfügt über einen elektrischen Antrieb und ein Walzlager. Durch die direkte Kopplung des Antriebs mit der präzise gelagerten Welle wird sichergestellt, dass eine überaus genaue Bearbeitung des jeweiligen Werkstücks erfolgt. Möglich sind dabei sehr hohe Rotationsgeschwindigkeiten.

Im Bereich der Motorspindeln lassen sich zwei unterschiedliche Varianten voneinander unterscheiden, nämlich die werkzeugtragenden und die werkstücktragenden Modelle. Ein Unterschied ergibt sich bei der Rotationsbearbeitung dadurch jedoch nicht. Allerdings werden sie in verschiedenen Maschinengruppen eingesetzt.

Zu finden sind werkzeugtragende Spindelmotoren besonders häufig in Schleif-, Fräs- und Bohrmaschinen, dagegen kommen bei Drehmaschinen vorrangig Spindeln zum Einsatz, welche werkstücktragend ausgelegt sind. Nicht nur der Antrieb und die Lager der Motorspindel stellen wichtige Bauteile des Spindelmotors dar, sondern ebenfalls die Schnittstelle für das Werkzeug.

Geht es darum, Werkzeugmaschinen zu schaffen, die eine außerordentlich hohe Leistung aufweisen und dabei penibel genau arbeiten, genießt die Motorspindel im industriellen Bereich ein sehr hohes Ansehen. Die Entwicklung und Produktion der Spindelmotoren können außerdem auch problemlos auf individuelle Gegebenheiten und Anforderungen angepasst werden, sodass längst nicht nur einheitliche Standardlösungen der Motorspindeln erhältlich sind.

In Bearbeitungszentren, welche den Sektoren Automobilproduktion, Schleif- und Drehmaschinen, HSC, HPC, Fräsmaschinen, Werkzeug- und Formenbau oder Luftfahrt zugeordnet werden können, erfreuen sich die Spindelmotoren einer besonders großen Beliebtheit.

Wie ist der Spindelmotor konzipiert?

Unabhängig davon, welcher Hersteller die jeweilige Motorspindel produziert hat – große Unterschiede weisen die Spindelmotoren untereinander kaum auf. Die Spindeln unterscheiden sich jedoch durchaus hinsichtlich ihrer Anwendungsbereiche, etwa, wenn es um Werkstückspindeln, Innenschleifspindel und Frässpindeln geht.

Charakteristisch für die Spindelmotoren ist ihre überaus kompakter Aufbau, der auf eine effektive Kühlung – aufgrund seiner hohen Leistungsdichte – niemals verzichten kann. Besonders häufig werden dafür in den Motorspindeln Wasserkühlsysteme eingesetzt.

Die zentrale Einheit des Spindelmotors besteht in der Arbeitsspindel. Diese Welle weist eine Schnittstelle für Werkzeuge auf und zeigt sich als überaus steif. Das schwingungsfähige System wird daneben durch den Antrieb und die Lagerung der Spindel komplettiert.

Den Antrieb der Motorspindel übernimmt ein elektrischer Motor. Auf einen Keilriemen oder ein Getriebe kann für die Übersetzung zwischen Motor und Spindel jedoch verzichtet werden. Dadurch wird es möglich, dass Motor und Spindel exakt die gleiche Rotationsgeschwindigkeit und Drehmoment aufweisen. Es wird somit gleichzeitig deutlich, dass es sich bei den Spindelmotoren um einen Direktantrieb handelt.

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