Die Bezeichnung Motorspindel steht für eine direkt angetriebene Spindel. Ihr Motor befindet sich zwischen den Spindellagern auf der Hauptspindel und ist nicht – wie sonst üblich – als Drehstrom-Asynchronmotor ausgeführt. Als weitere Besonderheit gilt, dass der Rotor direkt auf die Spindelwelle aufgeschrumpft ist. Gegenüber klassischen Antrieben, darunter Riemen- und Zahnradgetriebe, punktet der Antrieb der Motorspindel mit einer hohen Verdrehsteifigkeit. Vorteilhaft sind außerdem der kompakte Aufbau des Motors und der exakte Spindellauf, selbst bei sehr niedrigen Drehzahlen. Darüber hinaus zeichnet Motorspindeln die Erfassung der Motordrehzahl sowie der Spindellage über einen Zahnradgeber aus.

Innovative Motorspindeln

Für eine genaue Bearbeitung sind im Bereich der Werkzeugmaschinen immer leistungsfähigere Motorspindeln gefragt. Stetig wird an einer Gewichtsreduzierung, einer verbesserten Stabilität der Temperatur und dem Antrieb gearbeitet. Diese Eigenschaften tragen zu einer Leistungssteigerung bei gleichzeitig höchster Präzision bei. Spezialisten wie die PDS Gruppe bieten neben der Herstellung individueller Motorspindeln, die genau auf die jeweilige Produktion der Kunden abgestimmt sind, einen Spindelservice für HSC-/HPC-Spindelsysteme. Bei PDS beinhaltet dieser unter anderem die professionelle Spindelreparatur und -wartung. Gleich, ob es sich um Werkzeug-, Sondermaschinenbau oder Roboterherstellung handelt, das Unternehmen hat sich sämtlichen Zerspanungsaufgaben verschrieben.

Aufbau einer Motorspindel

Je nach Hersteller und Anwendungsbereich gibt es diverse Unterschiede. Der grundsätzliche Aufbau einer Motorspindel ist jedoch in den meisten Fällen gleich:

Gehäuse und Kühlung

Je nach Werkzeugmaschine gestaltet sich die Größe der Spindel, wobei sie sich ausnahmslos in einer kompakten Bauform präsentieren. Zur ausreichenden Kühlung wird in der Regel eine integrierte Wasserkühlung des Stators in das Gehäuse eingebaut.

Welle

Die Welle stellt die zentrale Komponente der Motorspindel dar und beinhaltet eine Werkzeugschnittstelle. Sie muss über eine hohe Steifheit verfügen, da sie sich ansonsten durch die einwirkenden Kräfte verbiegen kann. Zudem ist das dynamische Verhalten der Welle von Bedeutung. In Kombination mit der Lagerung und dem Antrieb stellt sie ein schwingungsfähiges System dar. Wird die Resonanzfrequenz erreicht, kann es zu schweren Schäden kommen. Immer häufiger wird auch eine innere Kühlmittelzufuhr in die Welle eingearbeitet.

Werkstückschnittstelle

Sie sorgt für den automatischen Wechsel der Werkzeuge. Die Werkstückschnittstelle unterliegt einer großen Anforderung, denn es ist eine hohe Wiederholgenauigkeit gefordert. Das bedeutet: Wird das gleiche Werkzeug zweimal hintereinander eingespannt, soll es exakt mit der gleichen Genauigkeit arbeiten.

Antrieb

Wesentlich bei einer Motorspindel ist gleichfalls der Elektromotor. Hier liegt der Unterschied zu der fremdangetriebenen Alternative, denn die Motorspindel benötigt kein Getriebe zur Übersetzung.

Lagerung

Das Lager ist ein Bestandteil der Welle mit wesentlichem Einfluss auf das System-Schwingungsverhalten.

Sensorik

Zeitgemäße Motorspindeln sind in der Regel mit verschiedenen Sensoren ausgestattet. Sie geben Aufschluss über eventuell auftretende Fehlfunktionen und helfen bei deren Behebung.

Die Wichtigkeit von Werkstücken in der Automobilbranche

Für LKW- und Automotoren, Getriebe, Karosserie sowie Innenausstattung spielt die Werkstückgenauigkeit eine große Rolle. Die jeweilige Fertigung unterliegt verschiedenen Automatisierungsgraden. Eine geringe Stückzahl an Autos wird komplett in Handarbeit gefertigt. In der Autobranche übernehmen jedoch immer mehr Industrieroboter die Arbeiten. So kommen in Deutschland und Japan auf 10.000 Arbeiter bereits 1.000 Roboter. Zur Anfertigung von exakten Werkstücken werden zudem zahlreiche Werkzeugmaschinen eingesetzt. Sowohl in der Roboter- als auch der Werkzeugmaschinenherstellung haben sich Motorspindeln bestens bewährt. Zu ihren Vorteilen zählen:

- höhere Werkstückgenauigkeit

-  bessere Oberflächenqualität

-  kürzere Bearbeitungszeiten

-  reduzierter Wartungsbedarf

Auch in der Logistikbranche ist die Zuverlässigkeit der verarbeiteten Werkstücke in LKW und Transporter von Bedeutung. Waren mit hohem Wert werden geladen, fahrbare Rampen, Kühlaggregate und vieles mehr müssen perfekt funktionieren. Mit den Fahrzeugen werden teilweise mehrere Tonnen Gewicht transportiert. Nur die Bearbeitungsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen, die durch Motorspindeln perfektioniert wird, bietet höchstmögliche Sicherheit im Bereich des Warentransports.