Spindeln zum Bürsten von Mannesmann Demag für Ihren Roboter
Spindeln zum Bürsten von Mannesmann Demag für Ihren Roboter
Roboterspindeln von Mannesmann Demag sind für stationäre und integrierte Roboterarbeitsplätze ausgelegt, bei denen Bürstprozesse Präzision, Wiederholgenauigkeit und lange Standzeiten erfordern. Diese Spindeln kombinieren kompakte Bauformen mit robusten Lagern, hochbelastbaren Anschlüssen und spezifischen Dichtkonzepten, um abrasive Partikel, Kühlmittel und hohe Rotationskräfte während des Bürstens sicher zu beherrschen.
Konstruktion und Werkstoffe
Die Gehäuse der Spindeln bestehen typischerweise aus vergütetem Stahl oder Aluminiumlegierungen mit Korrosionsschutz, um Vibrationen zu dämpfen und die Wärmeabfuhr zu verbessern. Wälzlager mit axial-radialer Auslegung werden bevorzugt, weil sie axiale Bürstkräfte und radiale Unwuchten bei rotierenden Bürsten gleichmäßig aufnehmen. Die Lager werden oft in Kombination mit einer vorbelasteten Spindelwelle eingesetzt, um Laufspiel zu minimieren und die Rundlaufgenauigkeit zu erhöhen. Spindelwellen sind aus gehärtetem Werkzeugstahl gefertigt; die Oberfläche ist präzisionsgeschliffen oder beschichtet (z. B. DLC, TiN), wenn Abriebbeständigkeit gegen Bürstenmedien erforderlich ist.
Für den Kontakt mit abrasiven Bürstenmedien kommen spezifische Werkstoffe an der Spindelaufnahme zum Einsatz: gehärtete Spannfutter, Chuck-Einsätze mit Keramik- oder gehärteten Stahlprofilen sowie Führungsbuchsen mit hohen Verschleißgrenzen. Dichtungssysteme umfassen mehrstufige Labyrinthdichtungen kombiniert mit O-Ring-Säften aus NBR oder Fluorelastomer (FKM) für Öltoleranz und Chemikalienresistenz. Bei Anwendungen mit hohem Kühlschmierstoffbedarf werden radiale Wellendichtringe in Tandemanordnung genutzt, ergänzt durch interne Ölnebelabschirmungen.
Anschlüsse, Schnittstellen und Integration am Roboter
Die Schnittstelle zur Roboterhand oder zum Toolchanger erfolgt standardisiert über HSK-, ISO- oder kundenspezifische Flanschanschlüsse. Für inline- oder Taktfertigung ist es üblich, dass Spindeln eine integrierte Drehdurchführung besitzen, um pneumatische oder medienführende Leitungen (z. B. für Kühlmittel oder Absaugung) drehbar zuzuführen. Elektrische Anschlüsse sind entweder über Wolfram- oder Keramik-kontaktierende Schleifringe ausgeführt oder als vollständig bürstenlose Motorintegration gestaltet, um Störlichtbögen und Kontaktverschleiß zu vermeiden. Die Ansteuerung erfolgt über einen Frequenzumrichter (Vektorregelung) für konstantes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen, wobei meist CANopen, EtherCAT oder Profinet als Feldbus integriert werden können.
Thermomanagement ist zentral: viele Spindeln bieten Wasserkühlkanäle oder eine Ölumlaufkühlung. Anschlüsse für Kühlwasser sind in metrischen oder zölligen Größen ausgeführt, häufig mit Schnellkupplungen für schnelle Wechsel. Bei hohen G-Kräften in Roboterbahnen sind zusätzliche Drehmomentaufnehmer sowie Fine-Balancing-Adaptionen an der Spindelaufnahme verfügbar, um Unwuchten zu reduzieren und Vibrationsfrequenzen außerhalb kritischer Maschinenresonanzen zu halten.
Abmessungen, Bauformen und Anpassungsmöglichkeiten
Mannesmann Demag bietet Spindeln in unterschiedlichen Längen- und Durchmesserklassen: kompakte Direktantriebsspindeln für enge Greiferaufbauten, mittelgroße Inline-Spindeln für universelle Bürstanwendungen und schwere Aktuator-Spindeln für großflächiges Entgraten oder Schlagbürsten. Wählbar sind Flansch-, Zylinder- oder Monoblockgehäuse. Zur Anpassung an spezifische Bürstenarten (Drahtbürste, Filamentbürste, Filz- oder Schruppscheiben) gibt es modular austauschbare Adapter und Spannhülsen mit Schnellspannsystemen oder konischen Präzisionsspannfuttern. Optionen wie Endschalter, Näherungssensoren zur Positionsüberwachung und automatische Werkzeugerkennung erleichtern die Prozessüberwachung in der Roboterzelle.
Anwendungstechnische Hinweise und Prozesssicherheit
Die Spindeln sind für rotative Drehzahlen von wenigen hundert bis zu mehreren tausend U/min ausgelegt. Bei Bürstprozessen mit Drahtbürsten sind niedrigere Drehzahlen und hohes Drehmoment typisch, während Filamentbürsten höhere Drehzahlen mit geringerer Belastung der Lager erfordern. Entscheidend für Lebensdauer und Prozessqualität ist die Abstimmung von Bürstbelastung, Vorschub und Betriebsdrehzahl sowie die korrekte Auswahl der Dicht- und Schmierkonzepte. Regelmäßige Überprüfung der Lagertemperatur, Schmierstoffintervalle und Balancingdaten ist Teil eines zuverlässigen Instandhaltungskonzeptes.
Prozesssicherheit wird erhöht durch Vibrationsüberwachung, Temperatursensoren in den Lagergehäusen und definierte Stillstandszyklen für Reinigungs- und Inspektionsarbeiten. Bei Einsatz in explosionsgefährdeten Umgebungen können Spindeln gemäß ATEX ausgeführt werden; hierfür sind spezielle elektrisch leitfähige Gehäuseoberflächen und druckentlastete Dichtsysteme erforderlich.
Praxisbeispiele — strukturierte Anwendungen
1) Feinbearbeitung von Schweißnähten an Aluminiumkarosserieteilen: Eine kompakte Mannesmann Demag-Spindel mit integriertem bürstenlosen Motor, Wasserkühlung und Echtzeit-Drehmomentregelung arbeitet an einer Schweißnahtstation. Eingesetzt wird eine Filamentbürste mit weicherer Geometrie, Drehzahl 2.500 U/min, Konturführung über Robotersoftware. Ergebnis sind entgratete, oxidfreie Kanten ohne Substanzabtrag, dokumentiert durch Drehmomentkurven und End-of-Arm-Sensorik.
2) Entlackung und Vorbehandlung vor Kleben: Eine robuste Spindel mit hoher Radialkraft und Keramikbeschichteten Führungsbuchsen betreibt eine Drahtbürste bei 800–1.200 U/min. Die Spindel ist mit einer Drehdurchführung für Absaugung und Kühlschmierstoff ausgestattet. Der Roboter fährt definierte Bahnen mit reduzierter Vorschubgeschwindigkeit, während die Spindel Lastspitzen via Drehmomentmessung auffängt und adaptive Bahnrücknahme auslöst, um Schäden an dünnwandigen Bauteilen zu verhindern.
3) Entgraten von Stanzteilen in hoher Taktfolge: Eine heavy-duty Spindel mit verstärkten Lagern und Ölnebel-Schmierung arbeitet im Taktbetrieb mit kurzer Laufzeit und hoher Beschleunigung. Die Spindelaufnahme nutzt ein Schnellwechselsystem für Bürstenscheiben; Überwachung erfolgt über Vibrationssensoren, die frühzeitig Verschleiß erkennen und Wartungsintervalle auslösen.
Weitere Praxisbeispiele und technische Anwendungsbeschreibungen finden Sie unter Anwendungsbeispiele und generelle Technik-Informationen unter Technik.
Auswahlkriterien und Spezifikations-Check
Die richtige Spindelwahl orientiert sich an Drehmomentbedarf, maximaler und typischer Drehzahl, Aufnahmeschnittstelle, thermischem Lastprofil und Umgebungsbedingungen (Staub, Kühlmittel, Explosionsschutz). Ebenfalls zu berücksichtigen sind Integrationsanforderungen in die Robotersteuerung, erreichbare Freimaße am Greifer und Wartungszugänglichkeit. Zur schnellen Auswahl und Vergleich von Varianten sind dokumentierte Laufkurven, Lagerlebensdauerberechnungen (L10/L50) und Balancingklassen wichtige Entscheidungsgrundlagen.
- Wählen Sie Spindeln basierend auf: Drehmoment- vs. Drehzahlprofil, Schnittstelle (HSK/Flansch), Dichtkonzept (Labyrinth/O-Ring/Tandem), Kühlung (Luft/Wasser/Öl), Sensorausstattung (Vibration/Temperatur/Drehmoment).
Wartung, Lebensdauer und Ersatzteile
Wartungspläne umfassen regelmäßige Schmierintervalle, Überprüfung der Dichtheit, Funktionsprüfung der Kühlkreisläufe und Sichtkontrolle der Bürstenwerkzeuge auf Verschleiß. Ersatzteile wie Lagerpakete, Dichtungssätze, Spannhülsen und Schnellkupplungsadapter sind typischerweise als Kits verfügbar. Für industrielle Serienprozesse empfiehlt sich ein Ersatzteilkanban mit vordefinierten Austauschintervallen basierend auf Betriebsstunden und Zustandsdaten. Dokumentierte Reparatur- und Reconditioningsätze verlängern die Lebenszeit wirtschaftlich.
Kompatibilität, Normen und Zertifikate
Die Spindeln erfüllen meist industrielle Normen hinsichtlich elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV), Schutzarten (IP67 optional) und Sicherheitsanforderungen der Maschinenrichtlinie. Auf Anfrage sind ATEX- und SIL-Spezifikationen realisierbar. Zertifizierte Testprotokolle für Rundlauf, Wuchtzustand und Lagerwärme sind Standardlieferumfang bei kundenspezifischen Lösungen.
FAQs
1. Welche Drehzahl und welches Drehmoment benötige ich für Drahtbürsten an Roboterspindeln?
Für Drahtbürsten sind typischerweise niedrige bis mittlere Drehzahlen (500–1.500 U/min) mit hohem Anlauf- und Betriebsdrehmoment erforderlich; die genaue Wahl richtet sich nach Bürstendurchmesser, Drahtdicke und Material der zu bearbeitenden Fläche. Spezifizieren Sie gewünschten Materialabtrag pro Zeiteinheit, um die Spindel und den Motor passend auszulegen.
2. Wie wichtig sind Dichtungen und welches Dichtungskonzept ist für Nassprozesse geeignet?
Dichtungen sind zentral für Standzeit und Prozesssicherheit. Für Nassprozesse empfehlen sich Kombinationen aus radialen Wellendichtringen und Labyrinthsystemen mit zusätzlichen O-Ringen aus FKM oder NBR; in stark abrasiven Umgebungen sind Tandemdichtungen mit externem Abstreifer und Ölnebel-Schutz die beste Wahl.
3. Kann ich vorhandene Roboter-Toolchanger mit Mannesmann Demag-Spindeln verwenden?
Ja, viele Spindeln sind für Standard-Toolchanger (z. B. ISO-9409 Flansch, HSK, kundenspezifische Adapter) ausgelegt. Achten Sie auf korrekte Flanschdimension, Masse/Trägheitsmoment und Versorgungsanschlüsse (elektrisch, pneumatisch, medienführend). Bei Unsicherheit empfehlen wir die Angabe Ihrer Roboter- und Werkzeugwechserspezifikationen zur Prüfung der Kompatibilität.
