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Chinaspindel

Hier geht es um die "Chinaspindeln", die seit einiger Zeit bei eBay herumgeistern.
Ich habe seit einiger Zeit die 1.5kW und 2.2kW Spindeln von Love-Happyshopping (lovehappyshopping@hotmail.com)
Da ich immer wieder deswegen gelöchert werde hier eine Übersicht über diese Spindeln:

Typ:1.5kW2.2kW
Aussendurchmesser:80mm80mm
Gesamtlänge:ca. 220mmca. 250mm
Spannhals:Ø54mm / 17,5mm langØ69mm / 11,5mm lang
Gewicht:4,4kg5,3kg
Werkzeugaufnahme:ER11ER20
Fräser-Schaftdurchmesser max.:7mm13mm
Drehzahl:6000-24000 u/min6000-24000 u/min
Kühlung:WasserWasser

Das sollte aus meiner Sicht beachtet werden:

  • Die Spindeln werden mit und ohne Frequenzumformer angeboten. Ein (400Hz) Frequenzumformer wird benötigt und der im Set ist preiswert und gut.
  • Achtung: es gibt die Spindeln mit Luft- und Wasserkühlung. Nur die Wassergekühlten sind sehr leise! und den Mehraufwand zur Kühlung (z.B. Aquarienpumpe in einem Kanister) wert.
  • In die 1.5kW Spindel mit ER11 Aufnahme passen keine 8mm Fräser! 8mm ist ein Standardmaß mit riesiger und preiswerter Fräserauswahl für Oberfräsen die es so nicht in kleineren Durchmessern gibt!
  • Nein... diese 8mm ER11 Spannzangen die teilweise im Internet angeboten werden sind aus meiner Sicht definitiv nicht emfpehlenswert. Manchen fehlt die Auswerfernut (viel Spaß beim rausklopfen) und generell lassen sich die Fräser darin nur gefährlich kurz einspannen
  • Frage nach einem Satz Spannzangen (z.B. 3 / 6 / 8 / 10 und 12mm um das gebräuchlichste abzudecken) - die kosten nicht viel.
  • Einsatzbereich: Die Spindel ist ein - relativer - Schnellläufer:
    • Sehr gut geeignet für Holz / Kunststoff / NE-Metalle
    • Nicht geeignet für Stahl oder Fräser mit sehr großem Durchmesser (z.B. Messerköpfe), da 1. zu hohe Drehzahl und 2. zu geringes Drehmoment
  • Zur Qualität: Die Spindel ist im Endeffekt ein zwar einfacher aber ausgesprochen robust und präzise gebauter Asynchronmotor. Soll heissen: wenn das Ding läuft, dann läuft es...

Frequenzumrichter anschließen:

LEBENSGEFAHR: 220V! Bitte lass das hier einen Elektriker machen, falls du nicht über die nötigen Qualifikationen verfügst! Fehler beim verkabeln / programmieren können zur Zerstörung der Teile führen!
Ich übernehme keine Gewähr und schließe eine Haftung für Schäden und Verletzungen jeder Art aus!
Bedenke, dass du eventuell einen anderen Frequenzumrichter bekommen haben könntest - ich habe meine Sachen schon eine Weile und weiss nicht, ob alles noch aktuell ist


  • Entferne die Frontabdeckung des Frequenzumrichters unten (2 Schrauben)
  • Netzkabel: Das Netzkabel wird an R und S (braun und blau), sowie E (gelb/grün) angeschlossen (falls du das nicht schon vorher wusstest ist es wirklich empfehlenswert einen Elektriker zu holen...)
  • R S T schaut zwar sehr nach 3-phasen / 380V aus: ist es aber nicht! Schließe auf keinen Fall 380V an!
  • Kabel zur Spindel: Bitte verwende geschirmtes Kabel (min. 3x0,75mm²) um Störabstrahlungen zu vermeiden.
    Das Kabel zur Spindel wird an die Anschlüsse U / V und W angeschlossen, die Schirmung an E.
    Die Reihenfolge bei U V W ist erst einmal egal - dreht die Spindel später falsch herum U gegen V tauschen...
  • Der Stecker zur Spindel ist relativ fummelig zu löten und nach meinem Wissensstand NICHT den deutschen Sicherheitsvorschriften entsprechend: 1. sind solche Stecker üblicherweise nur für Spannungen um 50V zugelassen und 2. ist eine Erdung der Spindel über die Schirmung nicht ausreichend!
  • Prüfe auf jeden Fall mit einem Multimeter, dass zwischen dem blanken Spindelgehäuse und den U, V und W Anschlüssen keine elektrische Verbindung besteht! Das wäre bei fehlerhafter Erdung lebensgefährlich!
  • Womit wir bei der Erdung angekommen sind die im Originalzustand praktisch nicht vorhanden ist und ein hohes Gefahrenpotential darstellt:
    Um eine zuverlässige Erdung sicherzustellen müssen Schutzleiter und Gehäuse über eine eigene Leitung verbunden werden. Ich habe zur Herstellung eines Erdungsanschlusses ein Loch mit Gewinde in den schwarzen Deckel gebohrt. Eine Erdung über die Schirmung des Motorkabels alleine ist nicht ausreichend und lebensgefährlich!
  • Falls die Spindel über einen externen Schalter gestartet werden soll: Schalter (oder Relais deiner CNC Steuerung) zwischen Anschluss "DCM" und "FOR" anschließen.
  • Falls die Drehzahl über ein Poti eingestellt werden soll: die Aussenanschlüsse an "ACM" und "10V", den Mittelanschluss an "VI" anschließen (Anschluss von 10V Ausgängen von CNC Steuerungen: Masse mit "ACM" verbinden und "VI" an den Steuerungsausgang... 10V bleibt unbeschaltet...)
  • Lasse die Spindel niemals über längere Zeit oder unter Last ohne Wasserkühlung laufen!
    (Einige Sekunden zum testen beim anschließen und programmieren sind aber OK)

Frequenzumrichter programmieren:

  • PRGM Taste drücken: es erscheint Pd... (z.B. Pd000) im Display
  • Mit den Hoch / Runter Tasten zum gewünschten Parameter gehen (z.B. Parameter 3: "Pd003")
  • SET Taste drücken
  • Wert mit den Hoch / Runter Tasten einstellen
    (mit der ">>" Taste kannst du zwischen Dezimalstellen springen, damit es schneller geht)
  • SET Taste drücken zum speichern (oder ein paar Sekunden warten wenn du den Wert nicht speichern möchtest)
  • Danach kannst du den nächsten Parameter auswählen usw. usw.
  • Der Programmiermodus endet automatisch nach ein paar Sekunden inaktivität - oder durch drücken der PRGM Taste...

Grundeinstellungen:

  • Parameter 4: Basisfrequenz: 400 Hz
    Das hier muss auf 400 stehen!

  • Parameter 5: Maximalfrequenz: 400 Hz (entspricht 24000 u/min)

  • Parameter 3: Hauptfrequenz: 400 Hz
    (Der Wert hier lässt sich erst auf 400 setzen wenn Parameter 4 und 5 gesetzt sind...)

  • Parameter 11: Mindestfrequenz: 100 Hz (entspricht 6000 u/min)
    Das ist das untere Frequenz- bzw. Drehzahllimit für die Spindel. Tiefer zu gehen führt zwar normalerweise nicht zu Schäden, doch das Drehmoment ist in dem Bereich extrem gering. Es ist z.B. bei 4000 Umdrehungen kaum noch möglich mit einem 8er Bohrer Hartholz zu bohren - die Spindel wird einfach abgewürgt und bleibt stehen. Je nach Kraft deiner Maschine ist das dann allerdings ggf. nicht sonderlich förderlich für die Spindellager.

  • Parameter 13: Rücksetzen auf Werkseinstellung:
    Wenn du dich beim einstellen total verrannt hast: hier den Wert "8" speichern und der Frequenzumrichter wird auf die Werkseinstellungen zurückgesetzt...

  • Parameter 14: Beschleunigungszeit: 2 sek
    Zeit zum Beschleunigen der Spindel auf die eingestellte Drehzahl. Der Wert hier ist relativ egal - nur keine extrem kurzen Zeiten angeben, da sonst die Spindel abgewürgt wird und andererseits auch keine extrem langen Zeiten, da sonst deine Steuerung lange warten muss (oder zumindest sollte...)

  • Parameter 15: Abbremszeit: 2 sek
    Dasselbe wie beim beschleunigen...

  • Parameter 144: Drehzahl bei 50Hz: 3000 Der Wert wird benötigt um eine korrekte Drehzahlanzeige zu bekommen...

Einstellungen für externe Startschalter / Drehzahleinstellung über Poti bzw. CNC Steuerung

  • Parameter 1: Start / Stop Befehl:
    0: Über die Run / Stop Tasten im Bedienfeld (Standard)
    1: Über Schalter zwischen Anschluss DCM / FOR (siehe oben)

  • Parameter 2: Drehzahlquelle:
    0: Über die Hoch / Runter Tasten im Bedienfeld (Standard)
    1: Über 0-10V zwischen Anschluss ACM / VI (siehe oben)

  • Parameter 72: Maximalfrequenz: 400 Hz (entspricht 24000 u/min)

  • Parameter 73: Minimalfrequenz: 100 Hz (entspricht 6000 u/min)

Bedienung des Frequenzumrichters:

  • Die Run Taste startet die Spindel, die Stop Taste stoppt sie... irgendwie logisch ;-)
  • Mit den Hoch / Runter Tasten kannst du die Frequenz (und damit Drehzahl) einstellen.(mit der ">>" Taste kannst du dann zwischen Dezimalstellen springen, damit es schneller geht)
  • Ansonsten dient die ">>" Taste um zwischen verschiedenen Anzeigearten (Frequenz / Strom / Drehzahl) zu wechseln

Leistungsbegrenzung / Einbinden in den Notaus-Kreis

2,2kW sind ne Menge Holz die im Crashfall einiges kaputthauen. Es ist für die meisten Anwendungen sinnvoll die Leistung zu begrenzen:
  • Parameter 123: Überstromabschaltung:
    3: Schaltet bei überschreiten des zulässigen Stroms ab.
    0: Ignoriert Überstrom (Standard).

  • Parameter 124: Zulässiger Überstrom: 100 %
    Kann im Bereich von 0 - 200% des Nennstroms eingestellt werden - gib hier einfach 100 ein...

  • Parameter 125: Überstrom Toleranzzeit: 0,5 sek
    Bestimmt wie lange Überstrom toleriert wird bis die Abschaltung ausgelöst wird.

  • Parameter 142: Nennstrom:
    Der Nennstrom errechnet sich aus der gewünschten Maximalleistung dividiert durch 220.
    z.B. zum limitieren auf 1000 Watt: 1000 Watt / 220 Volt = 4,6A
Eine so eingestellte Spindel würde 0,5 Sekunden nach überschreiten von 1000 Watt abschalten - allerdings läuft deine Maschine noch munter weiter. Hinter den Anschlüssen FA und FB sitzt ein Relais das im Störungsfall schließt und wie ein Notaustaster an deine Steuerung angeschlossen werden kann. Falls anstatt einem Schließer ein Öffner benötigt wird: FB und FC verwenden. Damit wird dann die gesamte Maschine gestoppt und Schäden im Crashfall gering gehalten.

Christian Knüll / Heidelbergerstr. 6 / 74746 Höpfingen / Deutschland / christian@estlcam.de