11.10.2017|Vert Rotors

Die HSC 20 linear von DMG MORI lässt umweltfreundliche Kompressoren zur Realität werden

Interne und externe Rotoren mit Kompressorgehäuse
Interne und externe Rotoren mit Kompressorgehäuse

Die Forschung an Zykloidengetrieben brachte Olly Dmitriev, den CEO von Vert Rotors UK, auf die Idee, die Prinzipien dieser Technik auch für Kompressoren einzusetzen. Der neue Typ eines ölfreien Schraubenverdichters, der von Vert Rotors entwickelt und patentiert wurde, hat eine um 35 % bessere Energieausnutzung als andere trockene, ölfreie Systeme. Der wichtigste Grund dieser Energieeinsparung liegt im Wegfall des bei Doppelschraubenkompressoren üblichen Stators, der ein Entweichen des komprimierten Gases ermöglicht.

Die Kompressoren von Vert Rotors arbeiten mit nur einem Paar aus Schraube und Schraubenmutter, die fast völlig abstandsfrei laufen. Daraus ergab sich für das Unternehmen die Notwendigkeit einer hochpräzisen 5-Achsen-Bearbeitung. Olly Dmitriev: „Bis vor kurzer Zeit waren alle Mikro-Kompressoren für Drücke oberhalb von 2 bis 3 bar Kolbenverdichter, die sehr starke Vibrationen verursachen. Unsere Rotationskonstruktion arbeitet dagegen nahezu vibrationsfrei, was unverzichtbar ist bei Kompressoren, die im Bereich empfindlicher Sensoren betrieben werden. Zu den beispielhaften Anwendungsgebieten schwingungsfreier Kompressoren zählen u. a. Satelliten und Geräte der Medizintechnik. Unser neuer vibrationsfreier 100-W-Desktopkompressor „VERT.04“ liefert einen Druck von 8 bar. Bei ihm kommen kleine, hochpräzise Rotoren zum Einsatz, die eine 5-Achsen-Bearbeitung notwendig machen. Wir haben uns eine große Zahl von Maschinen angesehen, und uns schließlich für die HSC 20 linear  entschieden. Die Maschine hat Linearantriebe und Messsysteme, die nicht durch Spiel beeinträchtigt werden. Der Granit-Verbundrahmen sorgt für höchste Temperaturstabilität, so dass wir eine Genauigkeit von 5 μm und extrem hohe Oberflächengüten mit einer Rautiefe von nur Ra 0,15 µm erreichen können.“

Auf HSC 20 linear bearbeiteter interner Rotor
Auf HSC 20 linear bearbeiteter interner Rotor

Weitere für die Wahl der HSC 20 linear ausschlaggebende Faktoren waren u. a. die geringe Bauhöhe und die unproblematischen Anforderungen an die Vorbereitung der Stellfläche für die Maschineninstallation. Mehrere andere in die engere Wahl gezogene Maschinen benötigten ein aufwendiges Maschinenfundament, um die geforderte Präzision einhalten zu können. Die Maschine von DMG MORI hat eine Stellfläche von nur 3,5 m2 und nutzt für die X-, Y- und Z-Achse Linearantriebe mit einer Beschleunigung von 2 g. Die gekühlte Spindelwelle sorgt für ein schnelles Aufwärmen und eine temperaturstabile Bearbeitung. Ein weiteres Highlight ist die thermosymmetrische Portalbauweise mit Schwenkrundtisch.

CEO Olly Dimitriev vor der HSC 20 linear
CEO Olly Dimitriev vor der HSC 20 linear

Olly Dmitriev führt weiter aus: „Mit Glück können wir beim Einsatz einer Maschine mit Kugelumlaufspindel aufgrund der Probleme durch Spiel bei jeder Änderung der Schneidrichtung der 5-Achsen-Bearbeitung nur eine Genauigkeit von 10 μm erreichen. Zudem haben wir durch Temperaturänderungen auch noch Bewegungen der Spindel selbst. Durch die Linearantriebe und die Temperaturkontrolle gehören diese Schwierigkeiten jetzt der Vergangenheit an. Die Wiederholgenauigkeit und die Präzision, die wir mit der HSC 20 linear erreichen, sind für unseren Erfolg von größter Bedeutung.“

Bei der Entwicklung der Bearbeitungsstrategien hat DMG MORI mit Vert Rotors zusammengearbeitet, was zu einer Reduzierung der Bearbeitungsdauer von 4 auf nur noch 1 Stunde geführt hat. Dabei stellt die Bearbeitung von schrägverzahnten Oberflächen eine große Herausforderung dar. Hierfür kommen Werkzeuge mit einem Durchmesser von 1 mm und 3 mm sowie kundenspezifische Lollipop-Fräser bei Drehzahlen von 30.000 min-1 zum Einsatz.

Vert Rotors setzt die HSC 20 linear erst seit Ende Dezember 2016 ein und führt die Feinabstimmung des Bearbeitungsprozesses kontinuierlich fort. Olly Dmitriev: „Wir bekommen CMM-Protokolle, die uns die Konsistenz zwischen den Rotorseiten aufzeigen. So wird unser Fachwissen zur Maschine stetig besser. Dabei waren wir bereits vom ersten Tage an hoch zufrieden mit der Maschine.

Für Vert Rotors kam die Möglichkeit der zuverlässigen Fertigung der kleinen Rotoren seines Desktop-Kompressors VERT.04 zu einem für das Unternehmen entscheidenden Zeitpunkt, da es am Markt keine gleichwertige Technologie gibt. „Unsere einstufigen Verdichter liefern 10 bar bei hoher Durchflussrate, sie verbrauchen wenig Energie und sind extrem kompakt. Da wir zudem mit Wasserschmierung arbeiten, ist die gelieferte Luft komplett ölfrei und hat eine Temperatur von 40 °C.“ Weltweit interessieren sich bedeutende Unternehmen aus der Luft- und Raumfahrt, dem Verteidigungssektor und der Automobilbranche für die revolutionäre Konstruktion. Vert Rotors untersucht eine Vielzahl von Einsatzbereichen, dazu zählt auch die Verwendung eines seiner Kompressoren in einem Satelliten.

Dazu Steve Finn, Managing Director von DMG MORI UK: „Dies ist die erste HSC 20 linear, die im Vereinigten Königreich installiert wird. Wir freuen uns sehr darüber, an der Entwicklung einer „grünen“ Kompressortechnologie durch Vert Rotors mitwirken zu können. Wir arbeiten partnerschaftlich mit dem Unternehmen zusammen, um das Niveau des Fachwissens zur hochpräzisen Bearbeitung vor Ort im Vereinigten Königreich weiter zu entwickeln.“ Olly Dmitriev fügt hinzu: „Wir sind sehr interessiert an der Erweiterung unserer Kenntnisse, und möchten unsere Fähigkeiten des Einsatzes dieser Maschine auch mit anderen Unternehmen teilen. Das kann für die Industrie im Vereinigten Königreich nur Gutes bringen. In wenigen Wochen haben wir dabei große Fortschritte gemacht, und das zeigt sehr deutlich das große Potential der HSC 20 linear.“


Informationen zu Vert Rotors

Vert Rotors produziert unter Nutzung selbst entwickelter Technologien kompakte Gaskompressoren für hohe Drücke, die besonders vibrationsarm sind. Die konischen Kompressoren von Vert Rotors bieten das beste Verhältnis zwischen Druck und Masse. Sie sind für Luft- und Raumfahrt, für medizinische und weitere Einsatzgebiete vorgesehen, in denen Lärm und Vibrationen nicht zulässig sind, und bei denen die Abmessungen und das Gewicht eine entscheidende Rolle spielen. Der Standort für die Entwicklung und CNC-Fertigung des Unternehmens befindet sich in Edinburgh, UK. www.vert.co.uk

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