Spannmittel Spannsystem für HSK-Werkzeuge arbeitet ohne Federn

Autor / Redakteur: Dietrich Lemke / Bernhard Kuttkat

Die erste selbsthemmende Verriegelungseinheit Super-Lock mit einer rotationssymmetrischen Spannzange zum automatischen Spannen von Hohlschaftkegeln kommt ganz ohne Federn aus. Sie ist deutlich kompakter und platzsparender als herkömmliche Hohlschaftkegel-Systeme mit Federspannung, und dies bei höchster Wuchtqualität, hoher statischer und dynamischer Steifigkeit und bewährt sicherer Spannung.

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Bild 1: Aufbau der selbsthemmenden Verriegelungseinheit Super-Lock: a Spannhülse, b Zugstange, c Spannzange, d Führungshülse, e Zugbolzen.
Bild 1: Aufbau der selbsthemmenden Verriegelungseinheit Super-Lock: a Spannhülse, b Zugstange, c Spannzange, d Führungshülse, e Zugbolzen.
( Archiv: Vogel Business Media )

Ob bewährter Standard oder individuelle Sonderlösungen – mit innovativen Spannmitteln für Werkstück- und Werkzeugspannung nimmt die Röhm GmbH eine führende Stellung ein. Der neue selbsthemmende Mechanismus für die automatische Spannung von HSK-Werkzeugen ist dafür ein eindrucksvolles Beispiel. Das Spannen ohne Federn ist zur Wirklichkeit geworden (Bild 1).

Die Vorteile des federlosen Spannsystems mit dem Verriegelungssystem Super-Lock als Herzstück liegen auf der Hand. Der Spanner ist kompakt und benötigt wenig Bauraum. Somit kann die Verriegelungseinheit in extrem kurzen Spindeln platzsparend eingebaut werden.

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Darüber hinaus hat der Spanner höchste wiederholbare Wuchtqualität und ist für größte Drehzahlen geeignet. Außerdem verriegelt Super-Lock mit höchster Steifigkeit (Bild 2) und ist in Verbindung mit dem Röhm-HSK-Spannsatz für die Schwerzerspanung prädestiniert.

Aufgrund des geringen Platzbedarfs können mit dem Verriegelungssystem zum Beispiel Spindeln für Dreh-Fräszentren oder Winkelköpfe extrem kurz gebaut werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen ergeben sich Bauraumeinsparungen von bis zu 50% (Bild 3).

Neues Spannsystem für Schwerzerspanung geeignet

Insbesondere bei hohen Drehzahlen macht sich der Vorteil der kleineren und rotationssymmetrisch stabil bewegten Massen deutlich positiv bemerkbar. Gleichzeitig hat das Spannsystem auch beste Eigenschaften für die Schwerzerspanung. Im Gegensatz zu Spannsystemen mit Federn als Kraftspeicher weist die Verriegelung höhere Steifigkeiten auf und verbessert die Grenzbelastbarkeit des Gesamtsystems mit Hohlschaftkegel-Spannsatz.

Das Verriegelungssystem Super-Lock ist das Verbindungsglied zwischen dem Hohlschaftkegel-Spannsatz und der Betätigungsstange, überträgt die Betätigungskraft und sichert die Verbindung durch mechanische Selbsthemmung an den Kegeln von Zugbolzen und Spannzange. Alle Elemente werden als Baugruppe von vorne in eine Spindel oder Aufnahme montiert. Die Verriegelungseinheit Super-Lock mit symmetrischer Zange kommt dabei erstmals komplett ohne Federn und ohne zusätzliche Haltekraft aus.

Spannsystem bietet sichere Verriegelung in verschiedenen Positionen

Das Funktionsprinzip ist richtungsweisend: So zieht der in der Führungshülse geführte Zugbolzen die Spannzange und damit die Zugstange. Der angekoppelte Hohlschaftkegel-Spannsatz wird in die Spannposition bewegt, und das System verriegelt sich selbsthaltend an den flachen Kegeln von Zugbolzen und Spannhülse. Dabei erlaubt die elastische Spannzange in Verbindung mit der gezielt elastisch gestalteten Spannhülse die sichere selbsthaltende Verriegelung unter Vorspannung in verschiedenen axialen Positionen.

Aufbau und Anordnung von Super-Lock bewirken einen kurzen Kraftfluss ohne die Elastizität eines Federpakets. Dabei hält die selbsthemmende Verriegelung auch unter Vibrationsbeanspruchung und während der Rotation sicher die Spannposition. Sogar mit sinusförmig eingeleiteten Kraftsignalen im Bereich der Eigenfrequenz ist keine Verlagerung der mechanisch verriegelten Bauteile zu beobachten (Bild 4).

Beim Lösen entriegelt die Betätigungskraft von weniger als 2000 N (HSK 63) den Zugbolzen und drückt die Zugstange und damit das Druckstück des Hohlschaftkegel-Spannsatzes nach vorn. Das Hohlschaftkegel-Werkzeug wird mit geringeren Kräften als bei Federsystemen ausgestoßen, weil zum Lösen keine ansteigende Federkraft überwunden werden muss. Während des Lösevorgangs federt der Kopf der Spannzange im Kegel der Spannhülse elastisch ein.

Dauertest bestätigen die Zuverlässigkeit des Spannsystems

Das Spannen und Lösen von Verriegelungssystem und Hohlschaftkegel-Spannsatz erfolgt hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch über verschiedene Spann- und Löseeinheiten. Die Lösekräfte liegen im Vergleich zu progressiv wirkenden Federsystemen deutlich niedriger und ermöglichen geringere Betätigungsdrücke und -kräfte.

Beim Spannen wird die Betätigungskraft im Verriegelungssystem 1:1 übersetzt und kann über den Druck in der Spann- und Löseeinheit für jeden Spannvorgang anforderungsgerecht angepasst werden. So kann in ein und derselben Maschine mit HSK 63 die ganze Bandbreite der Spannkräfte von Normspannkraft (18 kN) über Röhm-Standardspannkraft (25 kN) bis zu Höchstkräften (> 30 kN) realisiert werden.

Der Spanner Super-Lock ist für alle Röhm-HSK-Spannsatzgrößen von HSK 25 bis HSK 125 einsetzbar und gewährleistet eine konstante und sichere Spannung auch bei großen HSK-Toleranzen, etwa bei extrem hohen Drehzahlen oder der Schwerzerspanung. Funktionstests in neutralen Instituten und Dauertests mit über drei Millionen Lastwechseln haben die Funktion und die Zuverlässigkeit des Spannsystems mehrfach bestätigt. Der Dauereinsatz in Bearbeitungszentren erfolgt störungsfrei unter Rotation und harten Zerspanungsbedingungen.

Dr. Dietrich Lemke ist Werkzeugspannexperte der Röhm GmbH in 89567 Sontheim.

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