Druckmaschinen-Bauteile verzugsfrei spannen
Spannlösung für hochpräzises Schleifen
Für das Schleifen von besonders filigranen Druckmaschinen-Bauteilen hat der Spanntechnikhersteller ROEMHELD ein hochpräzises Spann- und Zentriersystem entwickelt.
Die anwendungsspezifische Lösung basiert auf HILMA-Maschinenschraubstöcken der neuen Baureihe MC-P. Mit ihr können die Oberflächen labiler Werkstücke im Brandenburger Werk der Heidelberger Druckmaschinen AG (Heidelberg) besonders verzugsarm bearbeitet werden.
Die Toleranzvorgabe, eine Ebenheit von kleiner 10 m zu erzeugen, kann Heidelberg damit sogar unterbieten. Die maximale Ebenheitsabweichung liegt sicher in der Toleranzanforderung und damit weit unter den Werten, die der Maschinenbauer mit Spannmitteln anderer Hersteller erzielte. „Wir sind sehr zufrieden mit diesem Spannsystem und erzeugen höchste Qualität für unseren Anwendungsfall„, lobt Daniel Böttger aus der Abteilung Werkzeug und Maschinentechnologie von Heidelberg. Im Vorfeld hat das Unternehmen lange nach einer geeigneten Spanntechnologie für die Schleifanwendung gesucht.
Labiles Bauteil hochpräzise schleifen
Für den Feinschliff gespannt werden muss ein schlankes Bauteil, welches aufgrund seiner Länge von 500 mm bei einer Tiefe von lediglich 12 mm und einer Breite von 90 mm äußerst labil ist. Das Werkstück aus einer Eisen-Nickel-Legierung wird im Vorfeld gefräst, gebohrt und vorgeschliffen. Vor einigen Jahren hat sich der Produktionsstandort Brandenburg der Fertigung angenommen, um das eigene Know-how zu erweitern und jederzeit die Qualität der Werkstücke gewährleisten zu können. „Wir nehmen immer wieder neue fertigungstechnische Herausforderungen an„, erklärt Böttger, „und arbeiten konsequent daran, das perfekte Ergebnis zu erzielen.„
Kundenspezifische Lösung für Verzugs-Problematik
Die Brandenburger hatten im Vorfeld Unterstützung bei verschiedenen Spanntechnikherstellern gesucht, die allerdings keine brauchbaren Lösungen für den Prozess lieferten. „Die Ergebnisse waren jedes Mal unbefriedigend„, so Böttger. Schließlich entwickelte das Unternehmen eine eigene Spannvorrichtung, mit der es bessere Resultate erzielte. Allerdings lag die Ausschussquote immer noch in einer nicht akzeptablen Größenordnung. „Das Bauteil lag plan, wurde gespannt, geschliffen und dann gelöst – und war verzogen„, berichtet er. Um den Ausschuss zu reduzieren, musste dann die Hälfte der Werkstücke sehr aufwändig und kostenintensiv nachbearbeitet werden.
Produkte aus dem Spanntechnikprogramm der ROEMHELD-Gruppe werden bereits seit vielen Jahren erfolgreich bei der Fräsbearbeitung im Werk eingesetzt. „Aber bei dieser sensiblen Schleifthematiken hatte wir nicht als erstes die Firma Hilma-Römheld als möglichen Problemlöser im Blickfeld„, berichtet Böttger. Das änderte sich Ende 2016: Damals entstand der erste Kontakt zwischen Daniel Böttger und Christoph Neuhaus, Produktmanager Werkstück-Spannsysteme bei der Hilma-Römheld GmbH im nordrhein-westfälischen Hilchenbach.
„Wir haben ein sehr großes Sortiment, das Gesamtangebot der ROEMHELD Gruppe umfasst mehr als 20.000 Artikel. Wenn niemand anderes eine Lösung hat, wir finden sie„, sagt Neuhaus selbstbewusst. „Selbst wenn wir mit Standard-Spannmitteln nicht weiterkommen, können wir helfen, denn eine unserer Kernkompetenzen ist die Entwicklung von Systemen für individuelle Anwendungsfälle.„
Maschinenschraubstock MC-P in zentrischer und positionsflexibler Ausführung
Basierend auf dem HILMA-Maschinenschraubstock MC-P, den es in Ausführungen für das positionsflexible und das zentrische Spannen gibt, entwickelten die ROEMHELD-Konstrukteure mittels aufwändiger Tests eine passende Spannlösung. „Wir hatten uns zum Ziel gesetzt, aus diesem ursprünglich für Bearbeitungszentren entwickelten Element möglichst viel herauszuholen„, berichtet der Produktmanager.
Bei der zentrisch spannenden Version fahren zwei mechanisch miteinander verbundene Spannschlitten gemeinsam zum Mittelpunkt des Spannsystems. Da die Spannspindel weit oben im Gehäuse angebracht ist, wird eine Verformung des Bauteils auf ein Minimum reduziert.
Die Spannstelle der positionsflexiblen Maschinenschraubstöcke ist bei geöffneter Klemmung schwimmend gelagert. Auch hier nähern sich zuerst die Spannschlitten zentrisch dem Werkstück. Hat die erste Spannbacke Kontakt zum Bauteil bekommen, wird die zweite Spannbacke verfahren, bis beide korrekt angelegt sind. Dann wird mit dem Drehmomentschlüssel die gewünschte Spannkraft eingeleitet und anschließend die Spannstelle über eine Klemmspindel fixiert. Somit kann diese exakt an die Werkstücklage angepasst werden.
Passendes Spannsystem innerhalb weniger Monate entwickelt
Nachdem eine Kombination aus drei zentrisch spannenden Schraubstöcken mit 100 mm Backenbreite noch nicht das gewünschte Ergebnis erzielt hatte, testeten die Spanntechnik-Spezialisten eine aufwändigere Variante aus fünf Elementen: Ein Zentrisch-Spanner in der Mitte spannt das Werkstück zuerst, dann wird es rechts und links mit je zwei positionsflexiblen Elemente gespannt und anschließend geklemmt. Dabei kommen für eine höhere Spanngenauigkeit extraflache Spannbacken mit je 60 mm Breite zum Einsatz, die das Unternehmen speziell für die Anwendung gefertigt hat.
„Unsere internen Versuche haben sehr gut funktioniert„, erzählt Neuhaus, „deswegen konnten wir dem Kunden das Spannsystem Anfang Juni 2017 für eine kostenlose Erprobung unter Fertigungsbedingungen zur Verfügung stellen.„ Dabei kam es hervorragend an und wurde schließlich im November vom Unternehmen bestellt. Damit hat sich die große Vorleistung von Konstruktion und technischem Vertrieb für alle Beteiligten ausgezahlt.
Nun sind die Spanntechnikexperten dabei, ihre Komplettlösung zu vervollkommnen. Neu entwickelte Spannbacken mit spezieller Beschichtung für mehr Grip sollen das Bearbeitungsergebnis nochmals verbessern.
