Walzenschleifmaschinen – Fahrender Support

Kennzeichnend für Obersupport und Bettschlitten sind die thermostabilen und verschleißfesten Doppel-V-Führungen. Sie wirken selbstzentrierend auf den Schleifkopf und nehmen die Torsionskräfte beim Schleifprozess besonders wirksam auf. Der Schleifkopf ist dadurch bei großen Walzen (Schleifkopf eingefahren) und kleinen Walzen (Schleifkopf ausgefahren) stets optimal geführt und liefert eine gleichbleibende Schliffqualität auf der Walze. Durch die Kombination der hydrodynamischen und hydrostatischen Schmierung der Schleifspindel erreicht Herkules sowohl bei sehr hohen als auch sehr niedrigen Drehzahlen ein minimales Lagerspiel und so eine präzise Position der Schleifscheibe unter wechselnden Lastbedingungen.

Durch die Kombination aus hydrodynamischer und hydrostatischer Spindelschmierung werden die Vorteile beider Schmiersysteme genutzt. Der Vorteil der Hydrostatik besteht darin, dass keine metallische Reibung, insbesondere bei Start/Stopp der Schleifspindel, entstehen kann. Die hydrodynamische Schmierung erzeugt einen für hydrostatische Schmierungen unerreichbaren Öldruck von 750 bar. Er führt dazu, dass die Schleifspindel unter allen Lastbedingungen immer im Zentrum der Rotationsachse/Lagerachse liegt.

Die Z-Achse verfügt über einen spielfreien Master/Slave-Antrieb. Für die Feinstzustellung ist die C-Achse als Kippachse ausgelegt. Insbesondere beim Kurvenschleifen verfeinert die Kippachse die Zustellung der Schleifscheibe in Richtung der X-Achse um den Faktor 40 bis auf den Bruchteil eines µm. Übliche mechanische Störeinflüsse wie der "Stick-Slip-Effekt" und jegliches Umkehrspiel sind ausgeschlossen.

Der Spindelstock ist als einteiliges Gussgehäuse ausgeführt, das auch bei höchster Belastung verwindungssteif und formstabil ist.

Der Reitstock besteht ebenfalls aus hochwertigem Guss. Er stellt die genaue Positionierung der Walze in Z-Richtung sicher. Der Reitstock kann mit vollautomatischem Abrichter und einer Einrichtung zum Kalibrieren der Messgeräte ausgestattet werden. Weitere Ausstattungsvarianten: mit motorisierter Längsbewegung, motorhydraulischer Bewegung der Pinole oder einer Einbaustück-Wendevorrichtung.

Zur stabilen und schwingungsfreien Walzenaufnahme bietet Herkules eine breite Auswahl an Lünetten, die individuell an Ihr Walzenspektrum angepasst wird – insbesondere in Bezug auf Backenform und Schmierung. Das Spektrum reicht von hydrostatischen, hydrodynamischen und Kombi-Lünetten bis zu Sonderlösungen für das Schleifen in bzw. mit Einbaustücken.

Alle Schleifmaschinen werden von Herkules auch in der Ausführung mit patentiertem Monolith™-Bett angeboten. Das verwindungssteife und thermostabile Maschinenbett ist in Sandwich-Bauweise mit gusseisernem, verripptem Oberteil, faserverstärktem Hochleistungs-Mineralbeton und einer Bodenplatte aus Stahl und Spezial-Dämpfungselementen gefertigt. Weil keine metallische Verbindung zwischen Unter- und Oberteil besteht, werden Schwingungen effektiv gedämpft. Die Integration von Werkstückbett und Schleifbett zu einem gemeinsamen Maschinenbett garantiert eine gleichbleibend genaue Ausrichtung auch nach vielen Betriebsjahren.

Die Monolith™-Maschinenbetten benötigen kein Fundament – die Aufstellungskosten der Maschine und der Platzbedarf werden so minimiert.

Um den Verschleiß zu minimieren, sind die Führungen der Walzenschleifmaschinen kombiniert hydrodynamisch und hydrostatisch geschmiert. Das Prinzip der hydrodynamischen Schmierung findet sich an zwei Stellen – in den Linearachsen und beim Schleifspindellager. Selbst bei intensiv genutzten Maschinen muss die Lauffläche der Linearachsen frühestens nach 15 Jahren nachgeschabt werden. Beim Schleifspindellager sind die besonders hohen dynamischen Drücke verantwortlich für einen zuverlässigen Schmierfilm und damit einen verschleißfreien Dauerbetrieb. Bei Geschwindigkeiten nahe dem Stillstand bietet die hydrostatische Schmierung die Gewähr, dass sich die Laufflächen nicht berühren.

In der eigens für Herkules Schleifmaschinen entwickelten HCC/KPM 10-Steuerung sind sämtliche Steuer- und Regelfunktionen für die Maschine integriert. Sie wurde spezifisch auf das Aufgabenprofil der Schleifbearbeitung zugeschnitten. Die Messgeräte zur Geometriemessung sind direkt, ohne zusätzliche Interfaces an die Steuerung angeschlossen. Dies ermöglicht eine überaus schnelle Übertragung der Messdaten. Für die anspruchsvollen Regelfunktionen ist das Betriebssystem mit einer Echtzeit-Datenverarbeitung (TwinCat) versehen. Diese Kombination erlaubt die Korrektur des Schleifprozesses, noch während die Schleifscheibe im Eingriff steht, und somit "correction on the fly".

Hochwertige Messtechnik ist die Grundvoraussetzung für eine präzise Regelung des Schleifprozesses und Garant für perfekte Schleifergebnisse. Herkules bietet Ihnen in der Unternehmensgruppe entwickelte und gefertigte Mess- und Prüfsysteme:

• C-Frame
  Das C-Frame-Messgerät vermisst die Walzengeometrie in einer Taktfrequenz von einer µsek. So werden pro Sekunde 1000 Messwerte erfasst, ausgewertet und bewertet. Die Messtaster/Fühler sind in der Mitte der Schleifscheibenbreite angeordnet, so dass damit ein absolut exaktes Abbild des momentanen Schleifzustandes am Werkstück dargestellt werden kann.
• Wirbelstrom-Messung an der Walzenoberfläche
  Die Wirbelstrom-Messung erkennt und lokalisiert zuverlässig Risse auf der Walzenoberfläche. Auch Änderungen im Gefüge und damit Aufhärtungen werden hierbei entdeckt. Weil der Wirbelstrom-Sensor in das Walzen-Messsystem integriert ist, finden diese Messungen im laufenden Schleifprozess und damit ohne Zeitverlust statt.
• Ultraschall-Messung zur Tiefenmessung über die gesamte Walze
  Herstellungsfehler innerhalb der Walze und Ermüdungsfehler aus dem Betrieb im Walzwerk lassen sich über eine separat laufende Ultraschall-Prüfung erkennen. Die Ultraschall-Prüfung erkennt mögliche Risse unterhalb der Ballenoberfläche bzw. im Walzenkörper bis zu einer Tiefe von 250 mm. Ein typischer Einsatzfall für Ultraschall ist die Prüfung von Verbundguss-Walzen, bei denen die kritische Übergangszone zwischen Mantel und Kern liegt.
• Roll Surface Inspection System (RSIS)
  Mit dem Roll Surface Inspection System wird die Reflexion eines Laserstrahls auf der Walzenoberfläche erfasst und gespeichert. Mit einer Software zur Bildauswertung werden Oberflächenfehler wie Rattermarken, Vorschubmarkierungen, Kommas oder auch Kombinationen hieraus erkannt, dargestellt und ihre Lage bestimmt. Auch einmalig auftretende Störungen erkennt das System.

Die Einsatzgebiete der Herkules Walzenschleifmaschinen können durch eine Dreheinrichtung erweitert werden. Auch hier hält Herkules verschiedene Optionen für Sie bereit:

• Einfache Dreheinrichtung
  Die Dreheinrichtung wird auf den Schleifkopf, nicht auf der Schleifspindel montiert. Diese Einrichtung ist besonders geeignet zur Bearbeitung von beschichteten Papierwalzen. In Warmwalzwerken eignet sich diese Einrichtung hervorragend zur Drehbearbeitung von Staucherwalzen im Vorgerüst.
• Spezial-Dreheinrichtung
  Die Maschine wird mit einem Drehsupport ausgestattet, der separat auf dem Schleiftisch angeordnet ist. Dieser Drehsupport ist speziell als Zusatzeinrichtung für Hochleistungs-Walzenschleifmaschinen zum Drehen von Papierwalzen entwickelt worden.
• Dreheinrichtung zur Schwerzerspanung
  Für einen hohen Materialabtrag von der Walze können die Maschinen mit einem speziellen, an der Rückseite der Maschine angeordneten Drehsupport ausgestattet werden.

Gemeinsam mit dem österreichischen Schleifscheibenhersteller Mach Rotec hat Herkules erfolgreich eine Technologie zum Schleifen mit CBN-Scheiben entwickelt. Das Paket aus Herkules Maschinen, HCC/KPM Steuerungs- und Messtechnik sowie Schleifscheiben von Mach Rotec ermöglicht und garantiert zuverlässige und reproduzierbare Schleifergebnisse.

Durch höhere Abtragsleistungen bei kürzeren Schleifzeiten bietet Herkules MACHtechnology eine große Zeitersparnis. Durch die Optimierung des Walzenabschliffs wird die Einsatzdauer der Walzen deutlich verlängert. Weitere Vorteile sind die absolut homogenen Oberflächen über die gesamte Walze, ohne jegliche Defekte, sowie die hohe Energieeffizienz.

Die Herkules Walzenschleifmaschinen werden je nach Kundenwunsch mit Automationssystemen geliefert. Dafür muss die Maschine mit der neuesten CNC Steuerung ausgeführt werden. Hier können von Mess- und Prüfsystemen bis hin zu vollautomatischen Walzenbeladesystemen alle denkbaren Kombinationen sinnvoll miteinander kombiniert werden. Solche maßgeschneiderten Lösungen machen jede Herkules Walzenschleifmaschine zu einem Unikat.