Alleinstellungsmerkmale unserer Produkte

Levicron-Spindles_

Warum Aerostatische Spindeln? Auf einen Blick....

Kleinere Synchron und entscheidend kleinere Asynchronfehler axial und radial

Durch den Ausgleicheffekt des Mediums (Luft, z.B.) zwischen Lager und bewegter Welle werden Rotationsbewegungen erzeugt, die genauer sind als die Genauigkeiten der Summe der Einzelteile. Deshalb weisen Luftlagerspindeln im Vergleich zu Wälzlagern um einige Faktoren bessere Asynchron- und Synchronfehler auf, die Fehler von Lagerbahnen und allen Kugeln hart übertragen. Asynchronfehler von weniger als 10 nm sind bei langsam drehenden Spindelsystemen ohne Hürden möglich.

Resultat für den Kunden sind Ra-Werte weniger Nanometer, die speziell bei technischen Oberflächen und Metalloptiken entscheidend sind. Unsere ASD060H25 schaffte in Kundenversuchen mit Naturdiamant-Kugelfräser in Messing Ra-Werte besser 3 nm. Bitte kontaktieren Sie uns für Details.

Höhere Drehzahlen

Neben kleineren Synchron- und Asynchronfehlern ist das charakteristischste Merkmal von Luftlagerspindeln die im Vergleich zum Wellendurchmesser von Wälzlagerspindeln erheblich höheren Drehzahlgrenzen. Schergeschwindigkeiten von 200 m/s in Radiallagern und 450 m/s in Axiallagern sind ohne Probleme zu realisieren und erlauben zum Beispiel den sicheren Einsatz unserer ASD-H25 bis 100.000 rpm mit HSK-25 Werkzeugschnittstelle.

Höchstdrehzahl ohne zeitliche Begrenzung - zuverlassig stationärer Betrieb

Wälzlagerspindeln können nicht im Dauerbetrieb auf Nenndrehzahl betrieben werden und antworten hierbei mit heiß werdenden Lagern, steigendem Laufgeräusch und letztendlichem Ausfall. Für die immer häufiger vorkommenden Applikationen mit Bearbeitungszeiten von Stunden bis Wochen bei höchsten Drehzahlen sind Luftlagerspindeln die perfekte Antwort, mit strikt konstanten Betriebsbedingungen und praktisch keinem Zeitlimit für den Dauerbetrieb bei Nenndrehzahl.

extrem kurze Rampenzeiten

Während bei Wälzlagerspindeln die Beschleunigungs- und Bremsrampenzeiten durch den Lagerkäfig begrenzt werden, begrenzt bei dynamisch gut ausgelegten Luftlagerspindeln lediglich der Maximalstrom des Motors die Beschleunigungs- und Bremswerte. Unsere ASD080H25 erlaubt Rampenzeiten von 0 auf 80.000 rpm und zurück auf 0 von 1.5 Sekunden.

Keine Vorschmierzeit - unmittelbarer Betrieb

Während Wälzlagerspindel eine Vorschmierzeit von teils Minuten vor ihrem Betrieb und teils nach einer gewissen Betriebsdauer benötigen, ist eine Luftlagerspindel mit Anschalten von Lagerluft, Kühler und Umrichter direkt voll einsatzbereit.

Extrem kleines axiales Wellenwachstum über Drehzahl

Benötigt das Wellenwachstum von teils 50-100 µm bei Wälzlagerspindeln eine Längenkompensation über die Maschinensteuerung, erlaubt eine richtig ausgelegte Luftlagerspindel mit 1-5 µm für die meisten Applikationen einen Verzicht auf eine solche. Unsere ASD060H25 weist durch ihre Auslegung und die exzessive Kühlung ein Wellenwachstum, gemessen an der Wellennase, von lediglich 3-5 µm auf.

Einfacher Aufbau und extrem kurze Reparaturzeiten

Zwar ist eine Luftlagerspindel ähnlich belastbar wie eine Wälzlagerspindel, während jedoch Wälzlagerspindeln bei Überlast mit lauten Lagergeräuschen, höheren Lagertemperaturen und fehlenden Genauigkeiten antworten, sitzt die Welle von Luftalgerspindeln meist fest und bedarf dem Tausch des vorderen Lagers. Der immens einfachere Aufbau – speziell unserer ASD-H/C – erlaubt jedoch den Austausch des vorderen Lagers innerhalb weniger Minuten auf der Maschine, während Wälzlagerspindel für eine aufwendige Reparatur zum Hersteller geschickt werden müssen.

Öl-, fett- und berühlungsloser Betrieb

Kein Fett, kein Öl, kein Verschleiß. Dies macht die Luftlagerspindel bei sachgerechter Behandlung prinzipiell wartungsfrei und erlaubt die Verwendung in gashaltiger und/oder reinraumähnlicher Umgebung oder zum Beispiel der Lebensmittelindustrie. Hier kann das umgebende Gas – z.B. CO2 – auch als Lagermedium verwendet werden.

Keine Anti-Statik Maßnahmen

Die allgemein verbreitete Verwendung von Keramik-Wälzkörpern (Hybrid-Wälzlager) verlangt zur Vermeidung von Funkenbildung zwischen Werkzeug und Werkstück bei Wälzlagerspindeln Anti-Statik-Maßnahmen wie Bürsten oder Überschlagsdornen. Aufgrund der immensen Fläche zwischen Welle und Lager sowie dem nur wenige Mikrometer großen Spalten leiten Luftlagerspindeln über den sich ergebenden Kondensator diese Energien über die Lager und damit an den Schutzleiter weiter und machen die Verwendung von Anti-Statik-Maßnahmen generell überflüssig.

Kein axiales Rückhaltesystem beim Werkzeugwechsel

Wälzlager verlangen ein äußerst kompliziertes Fangsystem, welches die axialen Kräfte beim Werkzeugwechsel aufnimmt, um die Spindellager nicht zu beschädigen. Der Axiallagerteller von Luftlagerspindeln jedoch ist derart groß, daß dieser sich beim Werkzeugwechsel einfach anlegt, bei äußerst kleinen Flächenpressungen. Durch die Verwendung von federlosen HSK-Spannsystemen wird diese Wechselkraft bei Spindeln von Levicron zudem weiter gesenkt, da hier nicht zusätzlich die Vorspannkraft des Federpaketes überwunden werden muss.

Warum Luftlagerspindeln von Levicron?

Levicron hat obige Punkte in seinen Produkten konsequent verfolgt, umgesetzt und verbessert. Hierneben stand die Robustheit und Leistung der Produkte im Vordergrund um zum ersten Mal eine luftgelagerte Motorspindel für den industriellen Einsatz zu bieten.

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Während die meisten Hersteller von Luftlagerspindeln eine Fertigungsqualität für ein leistungsfähiges Luftlager nicht besitzen oder meiden und zugunsten günstigerer Herstellungsmethoden Luftlager geringer Steifigkeit / Tragkraft anbieten, wurde mit den internen Expertisen und Berechnungsmethoden bei Levicron das Spindeldesign und die Fertigung auf höchste Präzisions und Robustheit ausgerichtet. Die Verwendung von federlosen HSK-Werkzeugspannsystemen elimiert zudem Probleme von brechenden, festsitzenden oder nachlassenden Federsystemen und verbessert somit die Dynamik sowie Zuverlässigkeit.

Unserer Spindeln sind also nicht – wie sonst üblich – entartete oder abgeleitete Spindeln für die Leiterplattenbearbeitung, sondern leistungs- und präzisionsorientierte Bearbeitungsspindeln mit im Mittel 10-fachen Steifigkeits- und Tragkraftwerten und industriellen Werkzeugschnittstellen.

Luftlager als Wälzlagerersatz?

Jaein! Selbst modernen Ingenieuren sind Luftlager meist gänzlich unbekannt und argumentieren mit geringerer Belastbarkeit und Robustheit durch den fehlenden harten Kontakt. Vergleicht man jedoch die Fläche eines radialen Luftlagers mit dem punktuellen hertzschen Kontakt zwischen Wälzkörper und Außenring und zieht den nur wenige Mikrometer großen Lagerspalte in Betracht wird klar, daß Luftlager – richtig ausgelegt – Wälzlagern in Tragkraft und Steifigkeit in nichts nachstehen. Bei Überlast jedoch reagieren radiale Luftlagersysteme mit einem Ausfall und müssen getauscht werden. Die insbesondere bei Spindeln von Levicron verfolgte Modularität auf der anderen Seite erlaubt einen Lagerwechsel innerhalb weniger Minuten auf der Maschine, während Wälzlagerspindeln für eine aufwendige Reparatur zum Hersteller gesendet werden müssen.
Fehlende Fett- und Ölnebelschmierung vereinfachen die Konstruktion und erlauben einen trockenen Betrieb.

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