Problemlöser für anspruchsvolle Spannaufgaben

Mithilfe leistungsfähiger Spannmittel und standarisierter Spannbacken lässt sich ein breites Spektrum der Werkstückspannung abdecken. Und doch gibt es zahlreiche Anwendungen, die mit Katalogprodukten nicht zu bewerkstelligen sind. Insbesondere in der Verzahnungsbearbeitung, bei Pumpen-, Ventil-, Gehäuse- und Gussteilen, bei Armaturen sowie bei Schneidrohlingen gelten Sonderbacken von Schunk als Geheimtipp und effektive Problemlöser.

Angesichts ausgereifter Drehfutter, leistungsdichter Spannblöcke und aufwändig konstruierter Vorrichtungen scheinen die technologischen Möglichkeiten von Spannbacken auf den ersten Blick eher begrenzt. Tatsächlich aber stecken in der unmittelbaren Schnittstelle zum Werkstück große Potenziale: Jenseits konventioneller harter und weicher Aufsatzbacken und abseits vom Licht der Öffentlichkeit hat sich ein breites Spektrum individueller Lösungen etabliert, mit denen auch knifflige Spannaufgaben in den Griff zu bekommen sind. Über 60.000 anwendungsspezifische Spannbackenlösungen hat der Kompetenzführer für Spanntechnik und Greifsysteme SCHUNK bis heute realisiert – von der Roh- und Fertigteilspannung bis hin zur Spannung deformationsempfindlicher Werkstücke.

Pendelnde Krallenbacken für die Rohteilbearbeitung

Sollen dünnwandige Werkstücke bearbeitet werden, stoßen herkömmliche Standardkrallenbacken in der ersten Aufspannung schnell an Grenzen. Vor allem bei Gussteilen erweisen sich die Formtoleranzen und die Deformationsempfindlichkeit der Rohteile als Herausforderung. Speziell dafür entwickelt SCHUNK immer wieder individuelle Lösung zur Rohteilspannung. Diese vereinen eine hohe Drehmomentübertragung mit ausgleichenden Eigenschaften.

Sie gewährleisten einen Formschluss zwischen Rohteil und Spannmittel, hohe Haltekräfte und eine deformationsarme Spannung. Bei Bedarf schaffen sie zudem die Voraussetzungen für eine automatisierte Beladung. Eine SCHUNK Sonderbackenlösung für das 6-Backen-Pendelausgleichsfutter SCHUNK ROTA NCR verdeutlicht, dass selbst anspruchsvollste Aufgaben realisiert werden können: Um Deformationen zu verhindern und prozesssichere Bearbeitung von Gussteilen zu gewährleisten, ist die SCHUNK Sonderlösung mit axial pendelnden Krallenbacken ausgestattet. Sie lässt sich automatisiert beladen und gewährleistet bei dünnwandigen Werkstücken eine maximale Deformation von 0,03 mm.

Praxisbeispiele zeigen, dass Anwender mit derartigen Lösungen einen doppelten Effizienzeffekt erzielen: Aufgrund der radialen Pendelung des Drehfutters und der axialen Pendelung der Sonderbacken wird der Ausschuss massiv reduziert. Zudem kann die Anzahl der Prüfzyklen deutlich zurückgefahren werden.


Sichere Spannung bei sensiblen Oberflächen oder kleinen Bauteilen

Ähnlich anspruchsvoll sind Spannaufgaben zur Finish-Bearbeitung, bei denen sowohl Deformationen als auch Beschädigungen der Werkstückoberfläche verhindert werden müssen. Anwendungsspezifische SCHUNK Sonderlösungen mit weichen Spanneinsätzen gelten in diesem Zusammenhang als besonders wirkungsvoll. Sie schonen die Oberfläche, gewährleisten eine maximale Rundlauf- und Wiederholgenauigkeit und ermöglichen eine automatisierte Beladung rund um die Uhr.

Bei der Bearbeitung kleiner Bauteile mit einem Durchmesser von wenigen Millimetern und geringen Einspanntiefen wiederum kommen SCHUNK Sonderlösungen mit aktivem Niederzug zum Einsatz. SCHUNK Niederzug-Einsätze, die das Werkstück aktiv gegen einen axialen Anschlag ziehen, sorgen für eine übergreifende Spannung und verhindern, dass das Werkstück bei der Bearbeitung herausgehebelt wird.

Bei dünnwandigen und verformungsgefährdeten Werkstücken wie Ringen oder Gehäusen wiederum sind Spannlösungen erforderlich, die die Bauteile sicher fixieren, ohne dass es zu Deformationen kommt. In diesem Zusammenhang haben sich zum einen SCHUNK Quentes Spezialbacken aus glasfaserverstärktem Kunststoff bewährt. Bei ihnen sorgt ein hoher Reibwert von 0.3 bis 0.4 in Verbindung mit einem großen Umschlingungswinkel, dass auch bei geringen Spannkräften hohe Bearbeitungskräfte übertragen werden können.

Die Stützstruktur der Aluminium-Trägerbacken sorgt bei der Bearbeitung für die nötige Stabilität. Aufgrund des geringen Gewichts entstehen während Drehoperationen nur geringe Backenfliehkräfte. Daher sind Kunststoffbacken auch für hohe Bearbeitungsdrehzahlen bis 6.000 min-1 gut geeignet. Hinzu kommt, dass sie selbst auf geschliffenen oder oberflächenbehandelten Teilen keinerlei Spannmarken bilden. Wechselbare Spanneinsätze machen die Lösungen auch unter Kostenaspekten attraktiv.

SCHUNK Pendelbacken wiederum minimieren Deformationen, indem die Spannkräfte auf mehrere Spannpunkte verteilt werden. Bei identischer Spannkraft und einer Verdoppelung der Spannpunkte steigt die erzielbare Rundheitsgenauigkeit rechnerisch um den Faktor 17. Wird beispielsweise ein 50 mm langer Rohrabschnitt aus Aluminium mit einem Außendurchmesser von 60 mm und einem Innendurchmesser von 50 mm mit einer Spannkraft von 100 kN in einem herkömmlichen 3-Backen-Futter gespannt, so beträgt die rechnerische Deformation 0,497 mm. Bei Spannung über ein 6-Punkt-Pendel verbessert sich der Wert auf nur noch 0,029 mm.

Die einzelnen Anlagepunkte sind gleichmäßig im Winkel von jeweils 60 Grad am Außen- beziehungsweise am Innendurchmesser verteilt und beweglich gelagert. Aufgrund der Pendelung passen sich die Backen optimal dem Werkstück an und gleichen Formtoleranzen beispielsweise von Gusskörpern aus. Ideal ist es, wenn sich Pendelbacken, wie bei SCHUNK, zur Fertigbearbeitung oder zum Spannen vorgedrehter Flächen feststellen lassen. Um höhere Drehzahlen zu ermöglichen sollten sie zudem möglichst leicht sein. Anhand von Berechnungsprogrammen lässt sich ermitteln, welche Pendelung erforderlich ist, um vorgegebene Rundheitstoleranzen einzuhalten.

So beträgt die rechnerische Deformation des Werkstücks aus dem obigen Beispiel mit einer 12-Punkt-Pendelung nur noch 0,002 mm. Um die geforderte Präzision zu erreichen, können beispielsweise bei langen, konischen Bauteilen durchaus auch 24-Punkt-Pendelungen nötig sein. Das Werkstück wird dann auf zwei Ebenen an jeweils 12 Punkten radial pendelnd gespannt. Beide Spannebenen wiederum werden axial pendelnd angeordnet, so dass alle Spannpunkte am Werkstück anliegen und Formfehler des Bauteils ausgeglichen werden.

Langjährige Erfahrung

Ob 12-Punkt-Pendelung, 24-Punkt-Pendelung, Pendelbacken mit Spanneinsätzen aus Kunststoff, Kombinationen aus pendelnden und festen Backen oder komplett individuell konstruierte Sonderbacken – die Möglichkeiten für SCHUNK Sonderbackenlösungen sind beinahe grenzenlos. Aufgrund des großen Erfahrungsschatzes finden die Spanntechnikexperten aus Lauffen am Neckar für 98 Prozent aller Anfragen eine adäquate Lösung. Und auch die Realisierungszeit für Sonderspannbacken beeindruckt: im Durchschnitt vergehen ab Auftragsvergabe gerade einmal 20 Arbeitstage, bis Sonderbacken von SCHUNK ausgeliefert werden.

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