TechnologieForum: die Lizenz zum schnellen Spannmittelwechsel

Technologie-Forum | Schnellwechselsysteme | automatisierter Spannmittelwechsel

Fachzeitschrift: WB Werkstatt + Betrieb
Ausgabe: Januar / Februar 2018

Die Lizenz zum schnellen Spannmittelwechsel

 

Die Werkstückspannung muss den Spagat zwischen hohen Haltekräften und Präzision bei gleichzeitig maximaler Abdeckung unterschiedlicher Werkstücksvarianten realisieren. Flexible Spannbereiche und Schnellwechsellösungen liegen im Trend.

Es ist wie beim Boxenstopp in der Formel 1: Wenn jeder Handgriff sitzt, der Schlagschrauber den Zentralverschluss sicher fasst und die neuen Reifen direkt bereitstehen, ist eine schnelle Zeit – der Rekord von 1,73 Sekunden wird derzeit vom Team um Nico Rosberg gehalten – möglich.

Der Schlüssel zum Erfolg liegt hier natürlich in der Übung, aber auch in einer Technik, die Fehlbedienung versucht auszuschließen, ergonomisch am Menschen ausgerichtet und – leicht zu verstehen ist. Worauf sich Formel-1-Prozessingenieure nicht einstellen müssen, ist die Varianz: Es geht um dieselben Boliden und Reifen, lediglich die Umgebungstemperaturen in der Boxengasse können von Rennen zu Rennen schwanken.

Ganz so leicht hatten und haben es hingegen die Entwicklungsingenieure beim Spanntechnikexperten Hainbuch aus Marbach nicht. Denn mit einem stets unterschiedlichen Teilespektrum konfrontiert, sind Standardlösungen kaum ein gangbarer Weg, um zufriedenstellende und sichere Spannprozesse zu erzielen. Und dennoch gilt bei Hainbuch das Motto: »Je ungewöhnlicher, desto lieber.«

Mehr als 65 Jahre Erfahrungsschatz und über 150 Patente
Und so gehört die Entwicklung spezieller Sonderlösungen in Marbach zum Tagesgeschäft. Die hohe Fertigungstiefe – bis auf das Härten werden alle Bearbeitungsschritte im Haus ausgeführt – sorgt für einen ständigen Austausch zwischen Entwicklung- und Fertigungsabteilung. Betriebsleiter Peter Gerster kennt die Zusammenhänge: »Wir bearbeiten selbst hauptsächlich Kleinserien. Die durchschnittliche Losgröße liegt bei 3, bei rund 60 Prozent der Fälle sogar bei 1. Da werden Fertigungsorganisation und Schnellwechselsysteme wichtige Faktoren, um unproduktive Nebenzeiten in den Griff zu bekommen.«

Für Anwender bedeutet dies, dass auch Neuentwicklungen bereits auf Herz und Nieren geprüft sind, bevor sie ins Portfolio aufgenommen werden. Dem Wissenstransfer misst Hainbuch auch in anderen Bereichen höchste Bedeutung zu: Mit dem Hainbuch-Campus wurde ein Lehr- und Vortragsformat ins Leben gerufen, das dem ständigen Wandel in der Fertigung Rechnung trägt und allen Interessierten offen steht. So auch das »Technologie-Forum«, das mittlerweile drei Mal pro Jahr stattfindet und jeweils eine aktuelle Problemstellung umfassend behandelt. Zum Thema »Automation« war Ende November der Andrang groß. Akademieleiter Olivier Löbert benennt die Gründe für eine Teilnahme: »In kurzer Zeit bekommt man einerseits einen Überblick über die Lösungen für das Fräsen und Drehen, die wir derzeit anbieten. Andererseits führen die Praxisbeispiele deutlich vor Augen, wo manuelle Tätigkeiten sinnvoll reduziert, aber auch wo Stolpersteine liegen können.«

Lange Wartungszyklen und hohe Wiederholgenauigkeiten sind Pflicht
Denn wenn Rohteile automatisiert in ein Spannmittel eingelegt, sicher gespannt und nach der Bearbeitung ebenso entnommen werden, gelten besondere Anforderungen, die Stefan Nitsche, Leiter Produktmanagement, zusammenfasst: »Wenn die Kontrolle des Spannvorgangs durch den Werker entfällt, wird eine Prozessüberwachung im Sinne eines ständigen Monitorings umso wichtiger. Die Lösung: intelligente Produkte wie das Testit, ein Spannkraftmessgerät, das Bauchgefühl durch exakte Ergebnisse ersetzt. Gerade bei dünnwandigen Teilen ein wirksamer Schutz vor Deformation. Außerdem können wir bei Hainbuch die Spannmittel derart auslegen, dass ihre Schmutzanfälligkeit gegenüber Spänen und Kühlschmiermitteln sinkt. Entweder durch besonders abgedichtete Konstruktionen, die ein Eindringen und Verklemmen von Spänen verhindern oder durch besonders offene Designs, die durch Einbringen von Spülkanälen ein leichtes Ausspülen sämtlicher Rückstände garantieren«. Der stellvertretende Vertriebsleiter Thomas Hübl ergänzt: »Ein geeigneter Öffnungshub des Spannmittels erleichtert die Beladung durch einen Roboter. Der Niederzugeffekt, der dafür sorgt, dass ein Werkstück satt auf dem Anschlag sitzt, sichert die wichtige Plananlage. Durch eine Luftanlagekontrolle kann dies verifiziert werden.«

Von Sonderspannmitteln und anderen Exoten
Weiter im Trend liegen sogenannte Mini-Spannkopffutter, die dank leichtem Gewicht und optimierter Störkontur den Spannkraftverlusten durch Fliehkraft, die beim Drehen mit Backenfuttern bis zu 30 kN betragen können, nahezu komplett entgegenwirken. Diese Entwicklungen voranzutreiben gelingt nur mit dem Aufbau von internem Know-how, wie F&E-Leiter Attilio Mandarello betont: »Ob es um das Vulkanisieren unserer Spannelemente oder das ›Backen‹ der CFK-Komponenten unserer Leichtbau- Spannmittel geht: Wir haben alle erforderlichen Anlagen selbst im Haus, um über Jahre die Potenziale und Grenzen neuer Werkstoffe auszuloten. Die Herstellung der Toplus- und Spanntop-Kraftspannfutter in Carbonausführung hat erst diese Expertise möglich gemacht.« Des Weiteren begleitet ein interdisziplinäres Team diverse Engineering-Projekte im Kundenauftrag, die individuelle Rüstprozesse vor Ort analysieren, optimieren und passende Bausteine aus dem Hainbuch-Baukasten oder spezielle Sonderanfertigungen empfehlen. Nicht selten kann so die Zahl der nötigen Aufspannungen halbiert oder sogar eine Komplettbearbeitung realisiert werden. Neben der Zeiteinsparung zählt vor allem die gestiegene Prozesssicherheit für den Kunden.

Das Fazit: Ob Dauerläufer oder Kleinserie, flexible Spannsysteme sorgen für mehr Durchsatz in der Fertigung. Teilnehmer der Hainbuch-Akademie sind für die sich wandelnden Aufgaben in der Fertigung auf alle Fälle »immer gut gerüstet.«