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20.03.2017

Einzelstücke und kleine Losgrößen effizient fertigen

Spannkonzept von Schunk beim Prüfmaschinenhersteller Form+Test

„Die Rüstzeiten an stehenden Maschinen haben uns früher permanent ausgebremst“, berichtet Thomas Fisel, Fertigungsleiter beim Prüfmaschinenspezialisten Form+Test Seidner & Co. GmbH aus Riedlingen rückblickend. Mit der Investition in ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum BFR 22 von Reiden, verbunden mit einem von Schunk entwickelten Spannkonzpet, sollte damit ein für alle Mal Schluss sein.

Konsequent hat Fisel gemeinsam mit seinem Team die Effizienzpotenziale der Einzelstück- und Kleinserienfertigung analysiert und systematisch erschlossen. Die Zahl der Aufspannungen wurde beträchtlich reduziert, Rüstvorgänge konsequent vor die Maschine verlagert und die Programmierung soweit möglich standardisiert. Ein voll automatisierter 7-fach Palettenbahnhof sorgt heute im mannarmen Mehrschichtbetrieb kontinuierlich für Nachschub. Während tagsüber in der Regel komplexe Teile bearbeitet werden, nutzt Form+Test die mannarmen Schichten für Werkstücke, die prozesssicher automatisiert bearbeitet werden können.

  • Auf Vero-S Modulen im 200er Raster lassen sich Werkstücke sehr flexibel direkt spannen und von fünf Seiten bearbeiten. Hierfür werden die Teile an der Unterseite plan gefräst und mit Vero-S Nullpunktspannbolzen bestückt. © Schunk

    Auf Vero-S Modulen im 200er Raster lassen sich Werkstücke sehr flexibel direkt spannen und von fünf Seiten bearbeiten. Hierfür werden die Teile an der Unterseite plan gefräst und mit Vero-S Nullpunktspannbolzen bestückt. © Schunk

  • Am Rüstplatz prüft Maschinenbediener Lothar Schwendele hauptzeitparallel das in Schunk Vero-S direkt gespannte Werkstück. © Schunk

    Am Rüstplatz prüft Maschinenbediener Lothar Schwendele hauptzeitparallel das in Schunk Vero-S direkt gespannte Werkstück. © Schunk

  • Modulerhöhungen gewährleisten bei dieser Prismenspannung eine optimale Zugänglichkeit. Die Nullpunktspannmodule sind in einem 400er Raster angeordnet. © Schunk

  • In der Tagschicht bearbeitet Maschinenbediener Lothar Schwendele vor allem aufwendige Teile, die eine kontinuierliche Überwachung erfordern. © Schunk

    In der Tagschicht bearbeitet Maschinenbediener Lothar Schwendele vor allem aufwendige Teile, die eine kontinuierliche Überwachung erfordern. © Schunk

  • Die Spannlösungen sind so konzipiert, dass eine optimale Zugänglichkeit der Maschinenspindel gewährleistet ist.  © Schunk

    Die Spannlösungen sind so konzipiert, dass eine optimale Zugänglichkeit der Maschinenspindel gewährleistet ist. © Schunk

  • Die Spannmittel können längs oder quer auf den Rasterplatten platziert werden, sodass Form+Test das komplette Größenspektrum seiner Bauteile abdecken kann. Der Backenhub pro Spanner beträgt 75 mm. © Schunk

    Die Spannmittel können längs oder quer auf den Rasterplatten platziert werden, sodass Form+Test das komplette Größenspektrum seiner Bauteile abdecken kann. Der Backenhub pro Spanner beträgt 75 mm. © Schunk

  • Modularer Aufbau: Auch die Lochrasterplatte mit den Schunk SPK Spannklauenkästen ist an der Unterseite mit Schunk Vero-S Nullpunktspannbolzen ausgestattet. Sie lässt sich jederzeit per Kran entnehmen und wieder präzise einsetzen. © Schunk

    Modularer Aufbau: Auch die Lochrasterplatte mit den Schunk SPK Spannklauenkästen ist an der Unterseite mit Vero-S Nullpunktspannbolzen ausgestattet. Sie lässt sich jederzeit per Kran entnehmen und wieder präzise einsetzen. © Schunk

  • Der Palettenbahnhof des Reiden-BAZ bietet Platz für sieben Paletten. Alle sind mit Schunk Vero-S Modulen ausgestattet udn werden vollautomatisch in die Maschine eingewechselt. © Schunk

    Der Palettenbahnhof des Reiden-BAZ bietet Platz für sieben Paletten. Alle sind mit Schunk Vero-S Modulen ausgestattet udn werden vollautomatisch in die Maschine eingewechselt. © Schunk

  • Fertigungsleiter Thomas Fisel, Maschinenbediener Lothar Schwendele und Schunk-Fachberater Peter Rössler (v.l.n.r.) sind überzeugt vom Potenzial des Spannkonzepts. © Schunk

    Fertigungsleiter Thomas Fisel, Maschinenbediener Lothar Schwendele und Schunk-Fachberater Peter Rössler (v.l.n.r.) sind überzeugt vom Potenzial des Spannkonzepts. © Schunk

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Sicher spannen in Sekunden

Um eine größtmögliche Flexibilität und Prozesssicherheit zu gewährleisten, hat Thomas Fisel gemeinsam mit Schunk-Fachberater Peter Rössler ein auf die Anforderungen von Form+Test maßgeschneidertes Spannkonzept entwickelt. Das Konzept basiert im Wesentlichen auf zwei Spannmitteln: Schunk Vero-S NSE plus 138 Nullpunktspannmodulen und Modulerhöhungen sowie Schunk SPK 180 Spannklauenkästen.

Zur Aufnahme von Vorrichtungen oder zur Direktspannung der Werkstücke wurden alle sieben Maschinenpaletten im 200er beziehungsweise 400er Raster mit Schunk Vero-S NSE plus 138 Nullpunktspannmodulen bestückt. Über Vero-S Spannbolzen werden die Werkstücke und Vorrichtungen binnen Sekunden sicher und referenzgenau in der Maschine gespannt. Aufgrund des patentierten Eil- und Spannhubs verfügen die Module über eine Einzugskraft von 7.500 N. Mit aktivierter Turbofunktion beträgt die nachgewiesene Einzugskraft sogar 25.000 N, gibt Schunk an. Die Positionierung erfolgt über einen Kurzkegel. Im Nullpunktspannmodul radial angeordnete Spannschieber ziehen die Bolzen ein und verriegeln sie selbsthemmend und formschlüssig über ein Federpaket. Damit lässt sich eine Wechselwiederholgenauigkeit < 0,005 mm erreichen. Im Falle der Direktspannung, wenn also Werkstück und Nullpunktspannmodul ohne zusätzliches Spannmittel unmittelbar miteinander verbunden sind, gewährleisten Modulerhöhungen eine erhöhte Position des Werkstücks und damit einen freien Zugang der Maschinenspindel.

Häufig können Werkstücke in nur zwei Aufspannungen komplett bearbeitet werden. Aufgrund der speziellen Geometrie der Schunk Vero-S Spannbolzen ist auch eine außermittige Beladung der Module möglich. Um die Lebensdauer und Prozesssicherheit zu erhöhen, sind sämtliche Funktionsteile korrosionsbeständig in gehärtetem Edelstahl ausgeführt. Zudem sind die Module komplett abgedichtet und so vor Spänen und Kühlschmiermittel geschützt.

Werkstückbreiten von 0 bis 1700 mm sind realisierbar

Zur Rohteilspannung von Brennteilen wiederum nutzt Form+Test 150er Rasterplatten, auf denen Schunk SPK Spannklauenkästen sowohl in Längs- als auch in Querrichtung platziert und über Passschrauben mit einer Genauigkeit von 0,01 mm zentriert werden können. Die kompakten, universell einsetzbaren Spannklauenkästen von Schunk sorgen bei niedrigen Anzugsmomenten für eine sichere Innen- oder Außenspannung. Der Grundkörper aus Stahl, die allseitig gehärteten Funktionsteile sowie die integrierte Schmierung gewährleisten eine dauerhaft hohe Präzision und eine lange Lebensdauer. An einer gut erkennbaren Skala lässt sich der Backenhub exakt ablesen. Eine zusätzliche Backenschnittstelle an der Stirnseite macht Anwender flexibel und ermöglicht sehr niedrige, stabile Aufspannungen.

„Mit einem Hub von 75 mm pro Backe, mit der Möglichkeit, die Spanner um 90° zu drehen, und mit den unterschiedlichen Arten von Aufsatzbacken lässt sich jedes erdenkliche Maß abgreifen und jedes Teil spannen“, erläutert Thomas Fisel. Im Extrem lassen sich mit den Spannklauenkästen auf der Maschine Werkstückbreiten von 0 bis 1700 mm abdecken. Die robusten Schunk Spannklauenkästen gewährleisten nach Angaben von Thomas Fisel mit einer Spannkraft von 5,5 t pro Spannklauenkasten einen besonders sicheren Halt und eine hohe Prozesssicherheit. „In der Regel genügen zwei Aufspannungen, um die für unsere Anwendungen erforderliche Planparallelität zu erreichen“, bestätigt Fisel. Auch Aluplatten können seiner Erfahrung nach mit den flexibel nutzbaren Spannklauenkästen prozesssicher bearbeitet werden, solange keine Genauigkeiten im µ-Bereich gefordert sind und die Spannkraft leicht reduziert wird, um Deformationen zu verhindern.

Durchgängige Spannlösung eliminiert Fehlerquellen

Bevor die Entscheidung für die Spannmittel von Schunk fiel, hat das Team bei Form+Test unterschiedliche Nullpunktspannsysteme im praktischen Einsatz auf anderen Maschinen getestet. „Bei Vero-S war zur Installation kein Aufwand erforderlich, keine großen Schläuche und keine zusätzlichen Pumpen oder Aggregate“, unterstreicht Thomas Fisel. „Alles ist robust aufgebaut, das System ist komplett geschlossen.“ Während die Werkstücke früher aufwendig ausgemessen, unterlegt und ausgerichtet werden mussten, sind sie heute aufgrund der Nullpunktspannlösung auf Anhieb korrekt positioniert und können bei Bedarf jederzeit von der Maschine genommen und später präzise wiedereingesetzt werden. Je nach Situation lassen sich auch komplette Rasterplatten mit Spannklauenkästen in gespanntem Zustand entnehmen. Da mit dem Nullpunktspannsystem viele Fehlerquellen der konventionellen Werkstückspannung eliminiert wurden, wurden die Werker an der Maschine deutlich entlastet und können sich nun verstärkt auf die Gestaltung des Gesamtprozesses konzentrieren.

Unternehmensinformation

Form + Test - Prüfsysteme Seidner & Co. GmbH

Zwiefalter Str. 20
DE 88499 Riedlingen
Tel.: 07371 9302-0
Fax: 07371 9302-99

Schunk GmbH & Co. KG Spann- und Greiftechnik

Bahnhofstr. 106-134
DE 74348 Lauffen (am Neckar)
Tel.: 07133 103-0
Fax: 07133 103-2160

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