It is the month of June,
The month of leaves and roses,
… and the month of updates on our SK30/BT30 auto tool change (ATC) spindle!
If you are looking for the full article on the construction and calculation, check out this article here. All information on the famous 2,2KW china spindle (without ATC functionality) can be found here.
[toc]On a diet
First things first: The general structure and setup of the spindle remains unchanged. Nevertheless, the outer diameter has changed down to 96mm. This way we can use a 100mm x 100mm piece of stock (compared to 120mm previously), which has a positive impact on material and machining costs.
In addition the overall length has been reduced so the spindle will take up less space on the machine.
What else did change?
- The spacer between the lower bearings has been removed. It will not have a major impact on stability but adds a lot of complexity and cost.
- The labyrinth seal has been de-featured for easier manufacturing. At the same time tolerances have been lowered in order to still ensure a safe seal against dust and chips
- Previously we had planned for a cam belt. Due to the high speeds we had to swap it for a multi-rib belt (profile PJ). This also helps the manufacturing process as the grooves can be cut directly into the main shaft.
- To protect the belt from chips and lower the noise a full casing was added
- The spring tension package was enlarged. The picture is still missing a screw-on limit to adjust the load.
- As the overall structure has no more centering references all parts will be doweled together loosely and then bolted in place. This way assembly becomes much easier.
- One big change is the belt tensioning mechanism, which now works eccentric.
Material
Für die Spindel selbst möchten wir C45E (alte Norm CK45) verwenden. Dieser Vergütungsstahl wird aufgrund seiner hohen Zug- und Dauerfestigkeit für Kurbelwellen, Achsen, Pleulstangen und andere stark belastete Teile verwendet. Die Werkzeugaufnahme soll zusätzlich gehärtet werden, um sie resistenter gegen mechanische Beschädigungen zu machen. Nach dem härten wird der Steilkegel dann auf das finale Maß ausgeschliffen.
Für das Gehäuse ist die Werkstoffauswahl noch nicht fix. Aluminium wäre wohl ausreichend, für die Lagersitze wäre Stahl schöner, wenn dieser aber rostfrei bleiben soll, wird es direkt teuer und schwer zu bearbeiten. Da Oberflächenbeschichtungen meistens die Passung der Lager verändern, müsste man diese bei der Herstellung der Lagersitze bereits berücksichtigen. Ich werde berichten, worauf die Wahl schlussendlich gefallen ist.
Riemenspanner
Auch bei der Spannvorrichtung für den Riemen gibt es Neuerungen. Anstatt einem Kugellager mit Arm und Stellschraube wird nun die Spindelklemmung als Exzenterspanner verwendet. Die Spindelaufnahme wird dadurch ein wenig komplexer, sollte aber dank eigener Drehbank samt Planscheibe kein Problem mehr darstellen. Der Exzenter beträgt 5 mm, wodurch der Riemen effektiv um 10 mm gespannt werden kann. Durch insgesamt 10 Gewindebohrungen zur Befestigung ist sichergestellt, dass immer je Langloch zwei Schrauben eingeschraubt werden können. Die Ausrichtung des Antriebsgehäuses ist in alle vier Richtungen möglich, was eine individuelle Anpassung an den vorhandene Bauraum zulässt.
Sensorik
Trotz der nun deutlich kompakteren Bauweise werden noch Lagesensoren für die Ausdrückstange Platz finden. Damit sollen die Zustände “Leer”, “Voll” sowie “Offen” überprüft werden.
Aufgrund der beengten Platzverhältnisse werden wir vermutlich Sensoren in Baugröße M5 oder M6 verwenden. Der Mehrpreis ist nicht so hoch wie gedacht und die möglichen Lagezustände der Ausdrückstange definiert genug für solch einen kleinen Sensor. Typisch liegt der Schaltabstand hier unter 2mm. Wo genau die Sensoren untergebracht werden ist noch nicht final entschieden.
Wann wird es den WZW geben?
Gruß Marco
Hi Marco,
Das wird noch etwas dauern – aktuell restaurieren wir noch die Drehbank und dann kann es los gehen. Bis dahin halten wir euch natürlich hier auf dem Laufenden.
Grüße,
André
Hallo,
Dein Entwurf sieht sehr gut aus
Du sagtest das du evtl eine Kleinserie
auflegst.
Ist das noch an dem?
Ich habe eine BF20 die hatte ich auf Servomotor als Spindelantrieb umgebaut. Nur ist dieser nun defekt und schaltet immer in Notaus.
Jetzt suche ich ein Sinnvollen Umbau auf 2.2kw China Spindel.
Und dein Entwurf gefällt mir sehr gut.
Kann ich diesen von dir bekommen?
Und wenn ja wo liegt deine Preisvorstellung?
Gruß Michael
Hallo Michael,
der Plan, eine Kleinserie aufzulegen, ist noch aktuell. allerdings finde ich momentan kaum die Zeit, das Projekt weiter zu bearbeiten und wie an einer anderen Stelle bereits geschrieben möchte ich den Wechsler gerne erst testen, da ich keine halbgaren Produkte verkaufen möchte.
Das Thema der Preisvorstellung ist schwierig. Gerade die Lager kosten, auf sicherem Bezugsweg, normal bereits 200 – 250 € / Stck. Ich werde das demnächst aber mal durchkalkulieren.
Gerade an der BF20 würde ich allerdings an deiner stelle eher bei nem Servoantrieb bleiben. Begründung: Die 2.2kw spindel hat eigentlich zu wenig “bums” untenrum, auch mit untersetzung wird es schwer werden, größere Löcher damit bohren zu können. Des weiteren macht nur die Wassergekühlte variante Spass, die Luftgekühlte ist ziemlich laut. Dann benötigst du zusätzlich die komplette Peripherie zur Kühlung.
Aber dennoch, ich schreibe es hier auf dem Blog, sobal was von dem Wechsler verfügbar ist bzw. wie der Projektstatus ist;)
Lg Fabian
Hey 🙂
Gibt es denn mittlerweile etwas neues schon? würde mich mega dafür interessieren :>
Grus Alex
Hallo…
Auch mich würde dieses Projekt dringend interessieren…
Gibt es inzwischen weitere Fortschritte?
Gäbe es auch eine Möglichkeit den Antriebsmotor direkt (also ohne irgendwelche Riemen) anzubauen? Ich bin nicht unbedingt der Fan von Riementrieben…
Ich würde hierzu den Pneuzylinder im Durchmesser verkleinern, dafür dann aber einen Tandemzylinder fertigen & verwenden um die nötige kraft bei kleinerem Durchmesser zu erreichen..
Bin gespannt wie´s weitergeht…
Hallo, mich würde auch brennend interessieren ob das Projekt weiter verfolgt wird, oder ob es auf Eis gelegt wurde.
Hat sich ja seit dem letzten comment vom 18.July 2017 hier nichts mehr getan.
Oder suche ich an der falschen Stelle ?
Update wäre prima.
LG
Mike
Hallo Mike,
das Projekt ist in der Tat etwas eingeschlafen, jedoch nicht aus der Welt.
Wir waren 2017 mit der Restaurierung der Drehmaschine noch nicht so weit und mit Anschaffung der HSD WZW Spindel im Dezember 2017 war auch der Leidensdruck deutlich schwächer… Nichts desto trotz wollen wir das Projekt weiter verfolgen. Die passenden Lagerästze liegen auch schon im Regal. Einen konkreten Zeitplan gibt es dafür aber noch nicht.
Viele Grüße,
André
Hallo André,
gibt es inzwischen weitere Infos über dieses Projekt? Gibt es die Möglichkeit, die vorhandenen CAD-Daten rein für private und hobbymäßige Verwendung zu bekommen (gerne auch gegen Vereinbarung und Unterschrift)?
Servus
Peter
Hallo,
ist bei Euch geplant, mit der SK30 Werkzeugwechselspindel weiterzumachen? Ich hätte großes Interesse an dem Projekt und verfolge das schon seit Anbeginn.
Servus Peter
Hallo Peter,
freut uns sehr zu lesen, dass du unsere Basteleien hier verfolgst!
Dadurch dass wir zwischenzeitig eine HSD Spindel mit SK30 bekommen haben, war der Druck etwas aus dem Projekt raus. Wir wollen aber trotzdem weiter machen, ggf. für eine weitere Maschine. Einen Zeitplan gibt es dafür aktuell nicht, wir haben erstmal ein paar dringendere Projekte.
Viele Grüße,
André & Fabian
Hallo André,
vielen Dank für Deine Info. Es gibt übrigens ein Verfahren, was die Abmaße einer Passung beim Härten nicht verändert. Ihr hattet im Artikel geschrieben, dass Härten noch ein Thema sei.
Bestünde evtl. die Möglichkeit, privat ins Projekt mit einzusteigen? Ich verfolge da schon mehrere Ansätze von WW-Spindeln und habe auch Zeichnungen, Eures ist aber noch am durchdachtetsten. Ich will nichts vermarkten, das sei schon mal gleich versichert.
Wir können uns gerne per Email weiter unterhalten.
Viele Grüße
Peter