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Condition Monitoring-SystemNSK macht Hochgeschwindigkeitszüge flott

Shinkansen-Züge der Serie N700

Schon für die ersten Shinkansen-Züge in Japan lieferte NSK die Radsatzlager und beteiligt sich damit seit gut fünfzig Jahren an der Entwicklung, Hochgeschwindigkeitszüge mit jeder Generation schneller zu machen.

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SteilkegelaufnahmeAltgediente Steilkegel

vom Typ SK nach DIN 2079 wurden inzwischen vielfach abgelöst vom Hohlschaftkegel des Typs HSK. Der Grund waren Nachteile bei höheren Drehzahlen. Denn die Welle weitet sich im Bereich des Spindelkopfes unter Einfluss der Fliehkraft auf. Da der massive Werkzeugschaft sich aber nicht nennenswert aufdehnt, entsteht radiales Spiel zwischen Welle und Werkzeug. Als Folge zieht der Werkzeugspanner das Werkzeug weiter in die Spindel hinein. Im Stillstand sitzt das Werkzeug dann eventuell unlösbar fest in der Welle.

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Steilkegelaufnahme: Altgediente Steilkegel

Beim Hohlschaftkegel HSK verhindert die Plananlage, dass das Werkzeug weiter in den Spindelkopf hinein gezogen wird und begünstigt die Steifigkeit. Andrerseits dehnt der relativ dünnwandige Hohlschaft sich ebenfalls auf, so dass radiales Spiel erst gar nicht entsteht.
Seit Einführung des HSK – das war so etwa Mitte der 90er Jahre –, gab es eine Reihe von Ideen (zum Teil patentiert) dazu, die Vorteile der Plananlage auch an der Steilkegel-Aufnahme zu realisieren. Es ergaben sich teure Sonderlösungen mit Spindelköpfen und Werkzeugschäften, die nicht den Normen entsprachen und vom Markt nicht angenommen wurden.

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Die Universal-Kugellager-Fabrik (UKF) bietet nun eine relativ kostengünstige Lösung an, bei der sowohl die Spindel als auch die Werkzeuge universell verwendbar bleiben. Der Spalt zwischen Spindelstirn und Werkzeugbund wird mit einer Scheibe überbrückt, genauer gesagt mit zwei Halbscheiben wegen der Aussparungen für die Mitnehmersteine. Die Dicke der Scheiben und das axiale Abstandsmaß des Werkzeugbundes wurden so festgelegt, dass die Spindel (ohne Abstandsscheiben) weiterhin mit beliebigen SK-Werkzeugen bestückt werden kann. Der speziell geschliffene Werkzeugbund entspricht immer noch den genormten Maßen, so dass die Werkzeuge weiterhin in normgerechten SK-Spindeln verwendet werden können.

Mit der Plananlage könnte sich bei moderaten Drehzahlen eine verbesserte Steifigkeit ergeben. Bei hohen Drehzahlen wird das tiefere Hineinziehen des Werkzeugs in die Spindel verhindert. ms

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