Mechatron HFSAC User manual

Betriebsanleitung
für Hochfrequenz-Spindeln der Serien
HFSAC | HFS | HFP | HFPD | HFPM

2 Betriebsanleitung | mechatron HF-Spindeln
Rev.13-07/2023
Betriebsanleitung
Hinweis:
Die Betriebsanleitung beinhaltet wichtige Informationen über die
Handhabung des Produkts. Diese muss daher vor Gebrauch des
Produkts sorgfältig gelesen werden. Die Hochfrequenz-Spindel
darf nur dann in Betrieb genommen werden, wenn die
Betriebsanleitung vollständig verstanden worden ist. Den
Anweisungen in dieser Betriebsanleitung ist Folge zu leisten. Die
Betriebsanleitung muss dem Bediener jederzeit zur Verfügung
stehen und ist bei Verlust oder Unbrauchbarkeit unverzüglich zu
ersetzen. Die Aufbewahrungspflicht gilt, solange man im Besitz
des Produkts ist.
Haftungsbeschränkung
Die mechatron GmbH übernimmt keine Haftung für
Personenschäden, Sachschäden, am Gerät entstandene Schäden
sowie Folgeschäden, die durch Nichtbeachtung dieser
Betriebsanleitung, bei nicht bestimmungsgemäßer Verwendung des
Geräts, bei Reparaturen und sonstigen jeglichen Handlungen von
nicht qualifizierten am Gerät oder bei der Verwendung von nicht
zugelassenen Ersatzteilen entstehen oder entstanden sind. Ebenso
führt das nicht Einhalten von Wartungsintervallen und
Instandhaltungsvorgaben von Seiten des Herstellers (siehe Kapitel 9 –
Wartung) zum Haftungsausschluss. Außerdem ist es strengstens
verboten, eigenmächtig Umbauten oder technische Veränderungen
am Gerät vorzunehmen.
mechatron GmbH
Werner-von-Siemens-Str.35 –64319 Pfungstadt, Germany
Tel. : [phone]
Mail : [e-mail]
Web : www.mechatron-gmbh.de

Operating Manual | mechatron HF-Spindles 3
Inhaltsverzeichnis
1Symbole, Abkürzungen, sonstige Hinweise ......................................................................5
2Personalanforderung für Installation, Inbetriebnahme und Betrieb ..............................5
3Sicherheitshinweise ............................................................................................................6
3.1 Risiken durch Elektrizität..............................................................................................6
3.2 Risiken durch rotierende Teile und Trümmerflug.......................................................8
3.3 Risiken bei unzureichender Kühlung..........................................................................9
4Verwendungszweck ........................................................................................................10
5Beschreibung der Maschine ........................................................................................... 11
5.1 Bauteile...................................................................................................................... 11
5.2 Technische Daten.....................................................................................................12
6Transport und Lagerung ..................................................................................................12
7Installation.........................................................................................................................12
7.1 Auf Transportschäden prüfen .................................................................................. 12
7.2 Montage der Motorspindel......................................................................................12
7.3 Sperrluft...................................................................................................................... 13
7.4 Installation des Kühlsystems...................................................................................... 14
7.5 Elektrischer Anschluss................................................................................................ 15
8Inbetriebnahme ...............................................................................................................17
8.1 Prüfungen vor jeder Inbetriebnahme (Erstinbetriebnahme und regelmäßiger
Betrieb) .........................................................................................................................17
8.2 Einfahren der Spindel................................................................................................ 18
8.3 Allgemeine Betriebsbedingungen im regelmäßigen Betrieb................................19
9Wartung............................................................................................................................22
9.1 Wartung und Kontrolle nach Erstinbetriebnahme..................................................22
9.2 Tägliche Wartung......................................................................................................22
9.3 Wöchentliche Wartung ............................................................................................22
9.4 Monatliche Wartung................................................................................................. 23
9.5 Ersatz von Verschleißteilen .......................................................................................23
10 Gewährleistung ............................................................................................................23
11 EG-Einbauerklärung .....................................................................................................25

4 Betriebsanleitung | mechatron HF-Spindeln
Vorwort
Vielen Dank, dass Sie sich für eine Hochfrequenz-Motorspindel von mechatron
entschieden haben!
Ganz gleich ob Sie Ihre Spindel zum Fräsen, Bohren oder Gravieren nutzen, ob sie
weiche Materialien wie Kunststoff bearbeiten oder aber hauptsächlich Aluminium oder
Stahl zerspanen möchten: In jedem Fall werden Sie von den Vorzügen begeistert sein,
die Ihnen unsere zahlreichen HF-Spindeln bieten werden.
Mit dem Erwerb haben Sie ein exzellent verarbeitetes und unseren strengen
Qualitätsstandards entsprechendes Produkt erworben.
Die Standard Line steht für robuste, hochwertige Technik zu einem moderaten Preis. Wir
empfehlen den Einsatz für einfache Anwendungen und die Bearbeitung von NE-
Metallen und weicheren Werkstoffen.
Die Professional Line steht für kompromisslos langlebige Konstruktion für raue industrielle
Einsatzbedingungen. Mit dieser Spindel vereinen Sie anspruchsvollste Anforderungen an
präzise Technik mit robuster Bauweise, angepasst an die von Ihnen zu bearbeitenden
weichen und harten Materialien.
Wir wünschen Ihnen erfolgreiches Arbeiten mit Ihrer neuen HF-Spindel und stehen Ihnen
stets mit Rat und Tat zur Seite!
i.V.
Rainer Wohlmann
Geschäftsleiter
mechatron GmbH

Operating Manual | mechatron HF-Spindles 5
1Symbole, Abkürzungen, sonstige Hinweise
Die in dieser Betriebsanleitung aufgeführten Symbole sollen den Leser deutlich auf
potenzielle Gefährdungen aufmerksam machen. Derartige Hinweise oder Warnungen
können jedoch niemals Ersatz für die vorschriftsmäßige Unfallprävention darstellen!
Für die Sicherheit besonders wichtiger Hinweis. Befolgen Sie
entsprechende Hinweise sorgfältig, andernfalls können schwere
Verletzungen verursacht werden!
Warnung vor gefährlicher elektrischer Spannung
Warnung vor heißer Oberfläche
Der Inhalt dieser Betriebsanleitung ist auf Übereinstimmung mit der beschriebenen
Maschine geprüft, jedoch können Abweichungen und Fehler nicht ausgeschlossen
werden. Technische und inhaltliche Änderungen, Irrtümer und Druckfehler sind
vorbehalten.
Diese Betriebsanleitung unterliegt dem Urheberrecht und darf ohne schriftliche
Genehmigung des Urhebers weder ganz, noch teilweise in jedweder Form reproduziert,
vervielfältigt oder verändert werden. Bei Zuwiderhandlung droht strafrechtliche
Verfolgung. Alle Rechte sind vorbehalten.
2Personalanforderung für Installation, Inbetriebnahme und
Betrieb
Zur Installation, Inbetriebnahme und Wartung der hier beschriebenen unvollständigen
Maschine wird davon ausgegangen, dass das Personal Elektrofachkraft nach DIN VDE

6 Betriebsanleitung | mechatron HF-Spindeln
1000-10:2009-01 ist und insbesondere mit dem Umgang mit elektrischen Maschinen
sowie Frequenzumrichtern vertraut ist.
Sofern der Betreiber selbst nicht unter diese Definition fällt, so ist für die fachgerechte
Installation, Inbetriebnahme und Wartung entsprechendes Personal hinzuzuziehen!
Beim Betreiber selbst wird davon ausgegangen, dass dieser über die erforderlichen
Fachkenntnisse im Umgang mit Werkzeugmaschinen verfügt und entsprechend mit den
aktuellen Sicherheits- und Unfallverhütungsvorschriften vertraut ist.
3Sicherheitshinweise
Lesen Sie alle Sicherheitshinweise und Anweisungen vor
Verwendung! Versäumnisse bei der Einhaltung der
Sicherheitshinweise und Anweisungen können elektrischen
Schlag, Brand und/oder schwere Verletzungen verursachen.
Bewahren Sie alle Sicherheitshinweise und Anweisungen für die
Zukunft auf.
3.1 Risiken durch Elektrizität
Schutz vor Überlastung oder Kurzschluss sicherstellen!
Im Falle einer Überlastung –beispielsweise durch Festklemmen der Motorwelle –oder
durch einen Kurzschluss muss sichergestellt werden, dass die Motorspindel unmittelbar
von der Spannung getrennt wird, wenn der Strom den Nennstrom der Motorspindel
überschreitet. Auch bei Ausfall einer Phase ist die Motorspindel unmittelbar von der
Spannung zu trennen. Dies kann durch geeignete Motorschutzschalter oder die
entsprechende Parametrierung des Frequenzumrichters erreicht werden. Es ist
unbedingt darauf zu achten, dass kein selbsttätiger Anlauf des Motors nach Auslösen
der Schutzvorrichtung stattfinden kann! Bei Nichtbeachtung kann es zu unzulässig
hohem Temperaturanstieg der Motorspindel kommen, was zu Beschädigungen an
Motorspindel und Maschine bis hin zu Brandgefahr führen kann.

Operating Manual | mechatron HF-Spindles 7
Maschine niemals unbeaufsichtigt laufen lassen!
Die Motorspindel darf nur unter Aufsicht betrieben werden! Sofern die Maschine über
einen gewissen Zeitraum nicht beaufsichtigt werden kann, ist durch Ausschalten der
Spannungsversorgung sicherzustellen, dass die Motorspindel nicht unbeaufsichtigt
laufen kann.
Motorspindel niemals mit beschädigten Kabeln in Betrieb nehmen!
Sofern Kabel der Motorspindel oder eines ihrer Zubehörteile
beschädigt sind, ist die Motorspindel umgehend außer Betrieb zu
setzen und der Schaden von einem Fachmann zu beheben!
Beschädigte Kabel erhöhen das Risiko eines elektrischen Schlags!
Motorspindel vor Nässe schützen!
Das Eindringen von Wasser kann die elektrische Sicherheit der Motorspindel nachhaltig
beeinträchtigen und erhöht das Risiko eines elektrischen Schlags!
Berühren Sie nicht unnötig geerdete Teile!
Vermeiden Sie Körperkontakt mit geerdeten Oberflächen, wie Rohren, Heizungen,
Herden, Kühlschränken und der Werkzeugmaschine. Tragen Sie außerdem gut
isolierende Sicherheitsschuhe. Es besteht ein erhöhtes Risiko durch elektrischen Schlag,
wenn Ihr Körper geerdet ist.
Maschine vorschriftsgemäß erden!
Die Maschine, in die die Motorspindel eingebaut wird, ist für jede bewegliche
Maschineneinheit separat zu erden. Auch wenn beispielsweise die beweglichen Achsen
einer Fräsmaschine über Spindeln und Linearführung elektrisch leitend miteinander
verbunden sind, ist diese elektrische Verbindung für den Schutzleiteranschluss
unzureichend und muss unbedingt durch einen separaten Erdungsanschluss für jede
Achse nach VDE-Vorschrift ergänzt werden. Eine Schutzleiterprüfung ist vor
Inbetriebnahme einzeln durchzuführen.
Bei Wartungs- und Montagearbeiten: DIN VDE 0105
Bei Wartungs- und Montagearbeiten gehen Gefahren sowohl durch elektrischen
Schlag als auch durch unbeabsichtigtes Einschalten des Motors aus. Befolgen Sie
vor Wartungs- und Montagearbeiten unbedingt die fünf Sicherheitsregeln:
•Freischalten (vom Netz trennen)
•Gegen Wiedereinschalten sichern (z.B. Steckdosen abdecken o.Ä.)

8 Betriebsanleitung | mechatron HF-Spindeln
•Spannungsfreiheit allpolig feststellen
•Erden und kurzschließen
•Benachbarte unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken
Ferner gilt unbedingt zu beachten:
Frequenzumrichter haben große Pufferkondensatoren, die auch
noch Minuten nach dem Abschalten unter Spannung stehen und
zu lebensgefährlichen Stromschlägen führen können. Warten Sie
nach Freischalten und Sichern gegen Wiedereinschalten des
Frequenzumrichters mindestens 15 Minuten bevor Sie mit den
Sicherheitsvorbereitungen fortfahren und mit den Arbeiten
beginnen. Beachten Sie hierzu insbesondere die Betriebsanleitung
des Herstellers des Frequenzumrichters.
3.2 Risiken durch rotierende Teile und Trümmerflug
Maschinenkapselung verwenden!
Die hohe Drehzahl von Werkzeugen bis 60.000 U/min birgt
Verletzungsgefahren durch Spanflug oder Bersten des Werkzeugs.
Bruchstücke erreichen hohe Fluggeschwindigkeiten und können
mitunter lebensgefährliche Verletzungen verursachen. Es ist daher
eine trennende Schutzeinrichtung (Maschinenkapselung) zu
verwenden, die zuverlässig vor Span- und Trümmerflug schützt
und ferner einen Sicherheitsschalter besitzt, der den
Frequenzumrichter bzw. die Motorspindel allpolig von der
Energieversorgung trennt, solange die Kapselung nicht
geschlossen ist.
Vom Stillstand des Werkzeugs überzeugen!
Vor dem Öffnen der Maschine oder deren Schutzvorrichtungen
stets vom Stillstand der Motorspindel überzeugen! Die Motorwelle
kann noch einige Zeit (je nach Typ und Werkzeug mitunter länger
als eine Minute) nachlaufen. Bei Werkzeugwechsel oder Arbeiten
an der Werkzeugaufnahme ist unbedingt sicherzustellen, dass ein
versehentlicher Anlauf der Spindel ausgeschlossen ist. Den
Frequenzumrichter daher sicherheitshalber immer vom Netz
trennen oder den Stecker der Motorspindel ziehen.

Operating Manual | mechatron HF-Spindles 9
Nur geeignetes und unbeschädigtes Werkzeug verwenden!
Die verwendeten Werkzeuge müssen aufgrund hoher Drehzahlen gut ausgewuchtet
sein. Keine Werkzeuge mit aufgearbeiteten Schäften verwenden. Werkzeuge so kurz wie
möglich einspannen. Ein Werkzeug mit übermäßigem Rundlauffehler verursacht sehr
starke Vibrationen und hat Beschädigungen der Spindellager zufolge. Dies kann bis zur
Resonanzüberhöhung mit Werkzeugbruch in Folge führen. Wuchten Sie Werkzeuge falls
möglich vorab mit geeigneten Hilfsmitteln (Wuchtmaschine). Prüfen Sie nach einem
Werkzeugwechsel stets, ob die Maschine unzulässig stark vibriert. Ist dies der Fall,
stoppen Sie umgehend die Spindel und wechseln Sie das Werkzeug. Verwenden Sie nur
scharfes Werkzeug.
Werkzeuge nur im zulässigen Drehzahlbereich betreiben!
Die maximale Drehzahl der HF-Spindel darf die vom Werkzeug-Hersteller festgelegten
Grenzwerte nicht übersteigen. Das Überschreiten der Maximaldrehzahl kann zum
Bersten der Werkzeuge oder Schäden der HF-Spindel durch unzulässige Vibrationen
führen.
3.3 Risiken bei unzureichender Kühlung
Korrekten Betrieb des Kühlsystems sicherstellen!
Bei luftgekühlten Motorspindeln ist sicherzustellen, dass die Spindel stets durch den
angebrachten Zwangslüfter gekühlt wird. Vor jedem Einschalten ist optisch und
akustisch zu kontrollieren, ob das Lüfterrad unbeschadet ist, nicht abgedeckt wird und
ein Luftstrom bei eingeschalteter Spindel vorliegt. Es sind konstruktive Maßnahmen zu
treffen, um ein übermäßiges Eindringen und Ablagern von Fremdkörpern durch die
Lüftungsschlitze zu verhindern, beispielsweise durch Spanprallbleche.
Bei wassergekühlten Motorspindeln ist sicherzustellen, dass der Kühlkreislauf funktioniert
und das Kühlmedium ungehindert zirkuliert. Sofern dies durch manuelle (optische)
Kontrolle mittels Durchflussanzeiger und Thermometer erfolgt, ist dies während des
Betriebs stets zu prüfen! Hierzu sind Durchflussanzeiger und Thermometer gut sichtbar im
Arbeitsbereich des Maschinenbedieners zu platzieren.
Ein unbemerkter Ausfall des Kühlsystems kann zu unzulässig hoher
Erwärmung der Motorspindel führen! Hieraus kann
Verbrennungsgefahr bei Berührung, Beschädigung der
Motorspindel, sowie im schlimmsten Falle das Platzen der
Kühlmittelleitung mit Verbrühungsgefahr durch heißes Kühlmittel
resultieren. Sofern eine manuelle (optische) Kontrolle des

10 Betriebsanleitung | mechatron HF-Spindeln
Kühlmittelkreislaufs aus gleich welchen Gründen nicht zuverlässig
ausgeführt werden kann, so ist wahlweise eine automatische
indirekte Überwachung mittels Durchflusssensor und
Temperatursensor vorzusehen, welche die Motorspindel allpolig
von der Energieversorgung trennt, falls der Kühlmitteldurchsatz 1
Liter/min unterschreitet, oder die Temperatur nach Austritt der
Motorspindel 40°C überschreitet.
Alternativ kann eine direkte Temperaturüberwachung des
Motorspindel-Gehäuses vorgesehen werden, welche die
Motorspindel allpolig von der Energieversorgung trennt, falls die
Temperatur des Motorspindel-Gehäuses 50°C übersteigt.
4Verwendungszweck
Die Motorspindel ist als unvollständige Maschine für den Einbau in Werkzeugmaschinen
vorgesehen, welche unter die Definition eines ortsfesten industriellen Großwerkzeugs
fallen. Der Einbau hat durch den Hersteller der Werkzeugmaschine zu erfolgen, da die
erforderlichen Kenntnisse zum fachgerechten Einbau vom Endnutzer nicht erwartet
werden können.
Innerhalb dieser Maschine ist der Zweck der Spindel, ein rotierendes Werkzeug (i.d.R.
Fräswerkzeug, Bohrer) anzutreiben und zu führen und mit diesem durch Bohren oder
Fräsen ein Werkstück spanend zu bearbeiten. Der Antrieb von Werkstücken,
Werkstückaufnahmen (z.B. in Drehmaschinen) oder Werkzeugen anderer
Bearbeitungsverfahren (z.B. Polierwerkzeuge) ist nicht zulässig.
Der Einbau in bewegliche Maschinen oder andere Maschinen, welche nicht unter die
Definition eines ortsfesten industriellen Großwerkzeugs fallen, ist nicht zulässig.
Der Zustellmechanismus muss eine Selbsthemmung vorweisen und in der Lage sein, das
Gewicht der Hochfrequenzspindel sicher zu tragen. Dies ist insbesondere bei der CE-
konformen Konstruktion der weiteren Maschinenelemente zu beachten. Eine Zustellung
und/oder Führung per Hand ist strengstens untersagt!
Der Betrieb der Spindel darf ausschließlich durch nachweisbar geschultes Personal
erfolgen. Eine vom Verwendungszweck abweichende Nutzung ist nicht zulässig, jegliche
direkte oder indirekte Haftung schließen wir hierfür von vorneherein aus!

Operating Manual | mechatron HF-Spindles 11
5Beschreibung der Maschine
5.1 Bauteile
1. Motorgehäuse
2. Motorwelle
3. Anschlussstecker
4. Kühlmittelanschlüsse
5. Spannmutter
6. Spannzange
7. Lüftungsschlitze (Luftgekühlte Modelle)
8. Sperrluft-Anschluss
Abbildung 1: Bauteile HFSAC (links) und HFP (rechts)

12 Betriebsanleitung | mechatron HF-Spindeln
5.2 Technische Daten
Siehe Typenschild auf Motorspindel
6Transport und Lagerung
Die Motorspindel ist vorzugsweise in der Originalverpackung oder vergleichbarer
Verpackung mit ausreichender Polsterung zum Schutz vor Transportschäden zu
transportieren.
Die Lagerung muss bei Temperaturen zwischen -5°C und 50°C und einer relativen
Luftfeuchtigkeit < 40% erfolgen. Die maximale Einlagerungszeit beträgt 12 Monate,
anschließend muss eine Prüfung durch vom Hersteller autorisiertes Fachpersonal
erfolgen.
7Installation
7.1 Auf Transportschäden prüfen
Prüfen Sie die Motorspindel vor Installation auf etwaige Transportschäden. Insbesondere
ist der Anschlussstecker auf verbogene Kontakte und Fremdkörper oder Eindringen von
Feuchtigkeit zu prüfen. Außerdem ist die Motorspindel auf mechanische Beschädigung,
insbesondere der Motorwelle, zu überprüfen.
7.2 Montage der Motorspindel
Zur Montage der Motorspindel an der Werkzeugmaschine ist eine Klemmhalterung zu
verwenden, welche die Motorspindel über die Mantelfläche großflächig kraftschlüssig
einspannt. Sofern eine Halterung eigens hierfür konstruiert wird, ist darauf zu achten,
dass
•die Halterung das Gewicht der Motorspindel tragen kann,
•die Halterung zusätzlich die, beim Arbeitsprozess auftretenden,
statischen Kräfte aufnehmen kann,
•die Halterung zusätzlich die, beim Arbeitsprozess auftretenden,
dynamischen Kräfte und Maschinenschwingungen aufnehmen kann,
•die Klemm-Krafteinleitung in die Mantelfläche der Motorspindel
keinesfalls punktuell, sondern flächig erfolgt. Die minimale Höhe des
Spindelhalters sollte den halben Spindeldurchmesser nicht
unterschreiten.
Die Klemmung sollte nicht im Bereich der Hauptlager erfolgen, da dies zu Lagerschäden
und erhöhter Verlustleistung führen kann! Die Motorspindel verfügt über einen

Operating Manual | mechatron HF-Spindles 13
Zylindermantel. Die Spindel darf auf der gesamten Länge dieses Zylinders geklemmt
werden, jedoch nicht auf Anbauteilen wie frontseitiges Lagerschild und rückseitige
Kappe.
Ferner ist darauf zu achten, dass die Klemmkraft z.B. durch Vibrationen mit der Zeit nicht
nachlässt. Die Schrauben sind hierfür ggf. mit Schraubensicherung zu sichern.
Eine unzureichend stabile Halterung oder eine sich lösende
Spindel im Betrieb können schwere Beschädigungen der
Maschine verursachen und führen zu erhöhtem Unfallrisiko!
Sorgen Sie daher sorgfältig dafür, dass die Motorspindel fest und
zuverlässig montiert ist.
Die Halterung sowie die Maschine, auf der die Halterung befestigt
wird, dürfen keinesfalls aus brennbarem Material hergestellt sein.
Andernfalls besteht erhöhte Brandgefahr im Fehlerfall!
7.3 Sperrluft
Ein Sperrluftsystem ist für den Schutz der Spindellager gegen Vordringen von
Flüssigkeiten oder feinen Partikeln vorgesehen. Durch die Beaufschlagung des
Spindelkörpers mit einem leichten Überdruck und dem dadurch entstehenden
Luftstrom, können Fremdkörper nicht bis zu den Lagern vordringen.
Sofern Ihre Spindel über einen Sperrluft-Anschluss verfügt (Professional-Serie
serienmäßig, Standard-Serie optional) ist dieser mittels eines 4mm
Druckluftanschlusses ausgeführt.
Der Anschluss ist mit einer Durchflussmenge von 25l/min trockener, gefilterter (≤5µm)
Druckluft zu versorgen. Die Durchflussmenge ist abhängig von der Schlauchlänge
und vom Druck.
Der Druck muss abhängig von der Schlauchlänge zwischen Druckregler und
Motorspindel entsprechend des folgenden Diagrammes (Abbildung 2) eingestellt
werden. Sollten Längen größer 6m benötigt werden, wenden Sie sich bitte an den
mechatron Service.
Die Druckluft sollte möglichst immer eingeschaltet bleiben, wenn sich Flüssigkeit
oder Partikel in der näheren Umgebung der Spindel befinden - auch dann, wenn
die Spindel evtl. nicht eingeschaltet ist.
Die Schutzklasse IP54 gilt nur bei eingeschalteter Sperrluft.

14 Betriebsanleitung | mechatron HF-Spindeln
Es ist darauf zu achten, dass die Luftversorgung der Spezifikation
entspricht. Ein höherer Druck bzw. ungefilterte oder feuchte Luft kann
zu Schäden an den Lagern führen.
7.4 Installation des Kühlsystems
Luftgekühlte Motorspindeln:
Sorgen Sie dafür, dass die Lüftungsschlitze nicht abgedeckt werden (mindestens 30mm
Abstand zu anderen Oberflächen) und kein Schmutz oder Feuchtigkeit eindringen
können. Gegebenenfalls sind konstruktive Maßnahmen zu treffen, wie z.B. Schutz- oder
Ableitbleche.
Abbildung 2: Abhängigkeit der Durchflussmenge von Druck und Schlauchlänge

Operating Manual | mechatron HF-Spindles 15
Wassergekühlte Motorspindeln:
Bei der Dimensionierung des Kühlsystems ist darauf zu achten, dass die Temperatur der
Kühlflüssigkeit bei Austritt aus der Motorspindel den zulässigen Wert von 30°C im
Normalbetrieb nicht überschreitet (bei Überschreiten von 45°C ist die Motorspindel sofort
außer Betrieb zu setzen).
Wir empfehlen die von uns angebotenen Kühlgeräte der KG-Serie, welche bereits über
die vorgeschriebenen Überwachungselemente der Durchflussmessung und
Temperaturmessung verfügen.
Sollten Sie eine andere Variante, beispielsweise einen Bausatz oder eine eigene Lösung
verwenden, müssen Sie entweder regelmäßig die Temperatur der Spindel oder die
Temperatur und den Fluss des Kühlmittels überprüfen.
Sofern Ihre Spindel über einen integrierten Thermofühler verfügt (Professional und
Customized Line), ersetzt dieser nicht die laufende Temperaturüberwachung des
Kühlmittels, sondern ist ausschließlich für die sofortige Stillsetzung der Spindel bei
Überhitzung aufgrund von Kurzschluss oder Überspannung zu verwenden.
7.5 Elektrischer Anschluss
Beachten Sie die folgenden Hinweise mit besonderer Sorgfalt! Ein
fehlerhafter elektrischer Anschluss oder mangelnde
Schutzvorkehrungen können im Fehlerfall zu gefährlichen
Situationen führen!
Im elektrischen Anschluss sind Schutzvorkehrungen gegen
folgende Fehlerfälle zu treffen:
•Schutz gegen Kurzschluss
•Überlastschutz bei Überschreiten des Motornennstroms
•Schutz gegen Unterspannung
•Schutz gegen Phasenasymmetrie bzw. Phasenausfall
•Schutz gegen selbsttätiges Wiedereinschalten
Diese Vorkehrungen können durch Auswahl geeigneter Motorschutzschalter oder,
sofern möglich, geeignete Parametrierung des Frequenzumrichters getroffen werden.
Für luftgekühlte Spindeln (Serie HFSAC) ist darauf zu achten, dass der Umrichter ohne
Boost betrieben wird. Bei Vektorregelung sollte generell vermieden werden, dass die
Spindel bei Drehzahlen <6.000 U/min voll belastet wird, da die Kühlleistung bei geringen
Drehzahlen deutlich abnimmt.

16 Betriebsanleitung | mechatron HF-Spindeln
Steckerbelegung und Anschluss
Je nach Typ der Spindel werden unterschiedliche Anschlussstecker verwendet.
Die Steckertypen LC und AC der HFS- und HFSAC Serie sind vierpolig mit den
Klemmenbezeichnungen 1, 2, 3, 4 ausgeführt.
Die Belegung lautet: 1 = U, 2 = V, 3 = W 4 = PE
Die Steckertypen CA3 bzw. CA6 sind vier- bzw. siebenpolig mit den
Klemmenbezeichnungen 1, 2, 3 und PE bzw. 1, 2, 3, 4, 5, 6, PE ausgeführt.
Die Belegung lautet beim Typ CA3: 1 = U, 2 = V, 3 = W, PE = PE
Die Belegung lautet beim Typ CA6: 1 = U, 2 = V, 3 = W, 4 = Thermofühler1,
5 = Thermofühler2, 6 = nicht belegt, PE = PE
Die Steckertypen 915 sind neunpolig mit den Klemmenbezeichnungen U, VV, WWW,
PE, 1, 2, 3, 4, 5 ausgeführt.
Die Belegung lautet: U = U, VV = V, WWW = W, PE = PE,
3 = Thermofühler 1, 4 = Thermofühler 2
1, 2 und 5 sind bei Serienspindeln nicht belegt.
Schließen Sie die Motorspindel gemäß dieser Belegung an. Verwenden Sie ausschließlich
geschirmte, schleppkettentaugliche Leitungen mit einem für den Motornennstrom
ausgelegten Aderquerschnitt. Der Leitungsschirm ist nach Möglichkeit beidseitig auf
Masse zu legen.
Sofern Sie ein von uns konfektioniertes Kabel verwenden, sind die Adern identisch mit
entsprechender o.g. Belegung nummeriert, der Schutzleiter (PE) ist grün-gelb
gekennzeichnet.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der elektrische
Anschluss im Verantwortungsbereich des Installateurs liegt!
Insbesondere der korrekte Anschluss des Schutzleiters der
Motorspindel sowie die anschließende Schutzleiterprüfung ist
nach den entsprechenden nationalen Vorschriften unbedingt
durch qualifiziertes Personal durchzuführen!
Einstellung des Frequenzumrichters
Der Frequenzumrichter ist gemäß der o.g. Schutzvorkehrungen zu parametrieren, sofern
dies nicht bereits durch andere Schutzvorkehrungen erfüllt wird.

Operating Manual | mechatron HF-Spindles 17
Der Frequenzumrichter ist im U/f Betrieb auf den Nennstrom der HF-Spindel einzustellen.
Für detaillierte Informationen zur Kennlinieneinstellung kontaktieren Sie uns bitte. Falsche
Einstellungen am Frequenzumrichter können zu schweren Beschädigungen führen und
erhöhen das Unfallrisiko!
Anschluss der Spindel am Frequenzumrichter
Die Leitungen 1, 2 und 3 sind am Frequenzumrichter auf den Klemmen U, V und W
aufzulegen. Der Schutzleiteranschluss muss auf der PE-Klemme des Frequenzumrichters
aufgelegt werden. Der Leitungsschirm ist frequenzumrichterseitig möglichst großflächig
auf der geerdeten Platte, auf welcher der Frequenzumrichter montiert wird, aufzulegen.
Wird der Schirm nicht aufgelegt, so kann es zu Potentialdifferenzen kommen, welche zu
EMV-Problemen oder gar elektrischem Schlag führen können!
Netzanschluss des Frequenzumrichters
Schließen Sie stets zuerst den PE an der PE-Klemme des Frequenzumrichters an, bevor Sie
L und N anschließen!
Schließen Sie L (braun) an Klemme R und N (blau) an Klemme T des Frequenzumrichters
an.
Elektrischer Anschluss des Kühlsystems
Bei wassergekühlten Motorspindeln hat der Anschluss des Kühlsystems so zu erfolgen,
dass ein Anlaufen der Motorspindel nur möglich ist, wenn auch das Kühlsystem
eingeschaltet ist und sowohl Durchfluss als auch Kühlmitteltemperatur im zulässigen
Bereich liegen.
8Inbetriebnahme
Vor der Erstinbetriebnahme ist vom Hersteller der Maschine, in
welche die unvollständige Maschine eingebaut wird,
sicherzustellen, dass die Maschine allen anzuwendenden CE-
Richtlinien entspricht.
8.1 Prüfungen vor jeder Inbetriebnahme
(Erstinbetriebnahme und regelmäßiger Betrieb)
Vor jedem Anlauf der HF-Spindel sind folgende Prüfungen durchzuführen und ggf. Fehler
zu beheben, falls solche festgestellt werden:

18 Betriebsanleitung | mechatron HF-Spindeln
1. Arbeitet das Kühlsystem einwandfrei bzw. sind Lüftungsschlitze und Kühlkörper
nicht verstopft oder abgedeckt? Zirkuliert das Kühlmittel und befinden sich
keine Fremdkörper und Luftblasen im Kühlmittel?
2. Ist der elektrische Anschluss der Spindel fachgerecht ausgeführt und
unbeschädigt? Sind alle Kabel und Leitungen in einwandfreiem Zustand?
3. Ist die Motorspindel sicher in der Aufnahme fixiert und sind die
Montageverbindungen fest und einwandfrei?
4. Ist das verwendete Werkzeug für die erzielten Nenndrehzahlen ausgelegt und
korrekt ausgewuchtet?
5. Steht die Motorwelle samt Anbauelementen frei und wird nicht von anderen
Teilen berührt? Ist das Werkzeug nicht im Eingriff?
8.2 Einfahren der Spindel
Die Einteilung des jeweiligen Einlaufvorgangs erfolgt anhand der Lagerdauer/
Stillstandszeit der Motorspindel und des Vorsatzwechslers. Dabei ist zwischen dem
normalen Einlaufvorgang 1 und dem Einlaufvorgang mit Fettverteilungslauf 2 zu
unterscheiden. Die Zusammenhänge sind in nachfolgender Tabelle dargestellt.
Lagerdauer / Stillstandszeit
< 2 Wochen
≥ 2 Wochen
Einlaufvorgang 1
Fettverteilungslauf 2
Nenndrehzahl = 24.000 U/min
1. Einfahren der Spindel:
1. 5 Minuten bei 50% der Höchstdrehzahl
2. 5 Minuten bei 75% der Höchstdrehzahl
3. 5 Minuten bei 100% der Höchstdrehzahl
Gesamtdauer: 15 Minuten
2. Fettverteilungslauf:
1. 20 Sekunden bei 50% der Höchstdrehzahl, dann 2 Minuten Stillstand
(5-mal wiederholen)
2. 20 Sekunden bei 75% der Höchstdrehzahl, dann 2 Minuten Stillstand
(5-mal wiederholen)
3. 20 Sekunden bei 100% der Höchstdrehzahl, dann 2 Minuten Stillstand
(5-mal wiederholen)

Operating Manual | mechatron HF-Spindles 19
4. 30 Sekunden bei 100% der Höchstdrehzahl, dann 2 Minuten Stillstand
(10-mal wiederholen)
5. 1 Minute bei 100% der Höchstdrehzahl, dann 1 Minute Stillstand
(10-mal wiederholen)
Gesamtdauer: 80 Minuten
Hinweis: Während dem Fettverteilungslauf erwärmen sich die Lager stärker als im
Normalbetrieb und die Drehzahl kann unregelmäßig schwanken. Diese Effekte
verschwinden jedoch mit zunehmender Einlaufzeit.
8.3 Allgemeine Betriebsbedingungen im regelmäßigen
Betrieb
Es ist stets darauf zu achten, dass keine Kollisionen im Betrieb
entstehen! Kollisionen können einerseits durch Berührung von
drehenden Teilen ohne Schneide (Werkzeugschaft, Motorwelle,
Spannmutter) mit feststehenden Teilen (Werkstück, Maschine)
entstehen. Andererseits auch durch falsche Schnittwerte (zu
geringe Drehzahl, zu hoher Vorschub), ungeeignete Werkzeuge
oder zu harte Werkstoffe. Unbemerkte Kollisionen können schwere
Schäden an der Maschine verursachen und führen zu erhöhtem
Unfallrisiko. Insbesondere aus diesem Grund ist es zwingend
erforderlich die Maschine niemals unbeaufsichtigt laufen zu
lassen.
Es ist außerdem sicherzustellen, dass die Motorspindel
Betriebsdrehzahl erreicht hat, bevor das Werkzeug in Eingriff mit
dem Werkstück geht.
Betriebstemperatur von Kühlmittel und Spindelkörper
Die Betriebstemperatur des Kühlmittels im regulären Betrieb muss zwischen 10 °C und 30
°C liegen. Überschreitet die Kühlmitteltemperatur vor Eintritt des Radiators 45°C, so ist der
Betrieb sofort einzustellen und die Ursache des Temperaturanstiegs zu prüfen. Sofern die
Kühlmitteltemperatur unter 15°C liegt, müssen die Einlaufzeiten der Spindel (s.o.)
verdoppelt werden. Der maximale Pumpendruck der Kühlmittelpumpe beträgt 2 bar.
Werkzeugwechsel
Vor jedem Werkzeugwechsel ist der Stillstand der Motorspindel
sicherzustellen und ein versehentliches Wiedereinschalten durch
Ziehen des Steckers zu verhindern!

20 Betriebsanleitung | mechatron HF-Spindeln
Der Werkzeugwechsel und das Einspannen von Werkzeugen ist gemäß nachfolgenden
Abbildungen durchzuführen. Bei einem Auskragen des Werkzeugs über 80mm sind
Spannzangen mit einer Rundlaufgenauigkeit <0,005mm zu verwenden!
Das Anzugsmoment der Spannmutter entnehmen Sie bitte der folgenden Tabelle.