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Im Fokus - Archiv November 2009
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Moderne Drehfutter verfügen über eine umfangreiche Sicherheitsausstattung.
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Drehfutter sollten immer gleichmäßig an allen Schmiernippeln abgeschmiert werden. So bleibt die Spannkraft sicher erhalten.
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01.11.2009 -
Wenn sich auf der Drehmaschine ein Werkstück aus dem Futter löst, kann es in der Fertigungshalle zum lebensgefährlichen Geschoss werden. Kein Wunder also, dass der Gesetzgeber, Berufsgenossenschaften, Normenausschüsse, Maschinen- und Spannmittelhersteller alles dafür tun, dass beim Drehen Gefahren für Leben und Eigentum vermieden werden. Doch auch Maschinenbediener sollten sich immer wieder in Erinnerung rufen, wie sie selbst an der Drehmaschine für Sicherheit sorgen.
Maximale Sicherheit - das ist gleichermaßen das Ziel von Maschinen- und Spannmittelherstellern wie von Anwendern. Obwohl an modernen Maschinen viele Sicherungssysteme automatisch wirken, liegt es auch weiterhin in der Verantwortung von Maschinenbedienern, Schichtführern und Fertigungsleitern, für eine regelmäßige Wartung und Kontrolle der Systeme zu sorgen. Es ist wie beim Auto: Das beste ABS hilft nichts, wenn die Bremsbeläge abgefahren oder die Bremsflüssigkeit überaltert ist.
Regelmäßiges Schmieren erhält die Spannkraft
Um die sichere Funktion eines Drehfutters zu gewährleisten, muss es regelmäßig abgeschmiert werden. Wer darauf verzichtet, riskiert, dass die Reibung im Futterinneren zunimmt und die Spannkraft verloren geht. Ein Blick auf die Spannkraftkurve zeigt, wie sich die Spannkraft eines neuen Futters (durchgezogene Kurve) abhängig von der Drehzahl verändert. Hingegen weist das Futter, das unzureichend geschmiert wurde, eine deutlich verminderte Spannkraft auf (gestrichelte Kurve). Je nach Futtertyp, Aufsatzbackengewicht und Betriebszustand, fällt die Spannkraft auf bis zu 50 Prozent der Nennspannkraft ab! Ein vermeintlich sicher gespanntes Werkstück kann dann bei der Bearbeitung aus dem Futter herausfallen. Um dies zu verhindern, geben Spannmittelhersteller Wartungs- und Schmierintervalle an, die unbedingt eingehalten werden müssen. Zusätzlich zur Wartungs- und Schmieranleitung definieren sie in den Bedienungsanleitungen auch die Zeit, nach deren Ablauf die statische Spannkraft der Futter spätestens überprüft werden muss.
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Unzureichend geschmierte Drehfutter verlieren deutlich an Spannkraft.
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Je nach Aufsatzbacke Gewicht und Form der eingesetzten Aufsatzbacken variiert auch die maximale Spannkraft eines Drehfutters.
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Generell ist es sinnvoll, nach spätestens 500 Spannhüben den Spannkolben mehrmals bis in seine Endstellung durchzufahren. Auf diese Weise wird weggedrücktes Schmiermittel wieder an die Druckflächen herangeführt und die Spannkraft bleibt länger erhalten.
Zum Abschmieren von Drehfuttern empfiehlt SCHUNK ein spezielles Hochleistungsfett. Es sorgt auch bei höchster Beanspruchung, wie etwa bei hohen Spannkräften, kurzen Zykluszeiten oder einem intensiven Einsatz von Kühlschmierstoffen für eine optimale Schmierung. Ungeeignete Schmiermittel hingegen können die Funktion des Spannmittels und damit die Spannkraft, den Reibwert und das Verschleißverhalten stark negativ beeinflussen.
In der Regel befinden sich mehrere Schmiernippel an einem Spannfutter. Um eine größere Unwucht zu vermeiden, sollten alle Schmiernippel gleichmäßig abgeschmiert werden. Eine Hochdruckfettpresse hilft, den erforderlichen Einpressdruck aufzubauen und wirklich alle zu schmierenden Flächen zu erreichen. Damit sich das Fett optimal im Futterinneren verteilt, sollte nach dem ersten Schmierdurchgang mehrmals der volle Backenhub gefahren werden. Anschließend wird das Futter noch einmal abgeschmiert und zum Schluss die Spannkraft kontrolliert.
Unabhängig von den Wartungs- und Schmierintervallen kann es vorkommen, dass Drehfutter so stark verschmutzen, dass sie an Spannkraft verlieren. In diesen Fällen, muss das Futter komplett zerlegt, gereinigt und die Futterbestandteile auf Beschädigungen hin überprüft werden. Details zur Komplettreinigung und Futterdemontage finden sich in den Bedienungsanleitungen der Hersteller. Wer diesen Aufwand vermeiden will, kann auf vollständig gekapselte Drehfutter zurückgreifen, in die keinerlei Schmutz eindringen kann.
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Fliehkraftberechnung - Das unsichtbare Risiko sicher im Griff
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Unsichtbar und dennoch immer vorhanden ist beim Drehen die Fliehkraft der Aufsatzbacken. Ihr Gewicht, ihre Form und ihre Position sowie der Fliehkraftradius und die Drehzahl haben ganz wesentlich Auswirkungen auf die Spannkraft und damit auf die Sicherheit beim Drehen. Abhängig von der Drehzahl beeinflusst insbesondere das Gewicht der Aufsatzbacken die Betriebsspannkraft des Drehfutters. Dieser Effekt kann so groß werden, dass die maximale Drehzahl eines Spannfutters nicht mehr erreicht werden kann. Laut DIN muss daher ein neues, frisch abgeschmiertes Drehfutter mit Standard-Stufenbacken bei Nenndrehzahl noch mindestens über ein Drittel Restspannkraft verfügen.
Da Aufsatzbacken in unterschiedlichen Positionen auf einem Futter platziert werden können, muss jede Anwendung für sich betrachtet werden. Indem jede einzelne Aufspannung nachgerechnet wird, lässt sich für jede Spannsituation die maximale Betriebsdrehzahl ermitteln. Detaillierte Informationen zur Berechnung der Backenfliehkräfte finden Anwender in der jeweiligen Bedienungsanleitung des Drehfutters oder beispielsweise auch im Drehfutterkatalog bei SCHUNK. Zur groben Ermittlung der maximalen Drehzahlen sind dort für unterschiedliche Aufsatzbacken und Kraftspannfutter die Spannkraft-Drehzahlkurven abgebildet.
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Führungsbahnbelastung - Das absolute Limit
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Je höher die Aufsatzbacken, desto größer die Belastung der Führungsbahn. Bei hohen Backen heißt es Drehzahl und Spannkraft anpassen!
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Die fest eingebaute Grundbacke ist neben dem Futterkörper das am stärksten belastete Bauteil am Drehfutter. Je höher die Spannbacke, desto größer ist das zu übertragende Moment der Grundbacken im Futter. Für die Sicherheit beim Drehen spielt daher die Backenhöhe eine wesentliche Rolle. Abhängig vom Futtertyp (Größe und Grundbackenführungslänge) ist auf jedem Drehfutter eine maximal zulässige Führungsbahnbelastung angegeben.
Generell gilt: Die Aufsatzbacken sollten so niedrig wie möglich gestaltet werden. Sind dennoch einmal hohe Spannbacken erforderlich, so müssen Spannkraft und Drehzahl individuell angepasst werden. Ähnlich wie bei der Fliehkraftberechnung kann die tatsächliche Führungsbahnbelastung für jede Anwendung ermittelt bzw. kontrolliert werden. Sollte es aufgrund von Überlastung und Verschleiß dennoch einmal zu einem Grundbackenbruch kommen, verhindert bei modernen Drehfuttern ein integrierter Sicherheitsmechanismus, dass die Grundbacke aus dem Futter geschleudert wird.
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Regelmäßig die Spannkraft prüfen
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Auf jedem Drehfutter müssen die maximal zulässige eingeleitete Kraft bzw. Drehmoment, die maximale statische Spannkraft und die maximale Drehzahl angegeben sein.
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Nur eine regelmäßige Kontrolle gewährleistet eine optimale Sicherheit. Generell empfiehlt SCHUNK daher, vor Neubeginn einer Serienarbeit und auch zwischen den einzelnen Wartungsintervallen mit einem Spannkraftmessgerät die Spannkraft zu kontrollieren. Dabei sollte die Spannkraft immer in dem Zustand des Futters gemessen werden, in dem es für die aktuelle Spannsituation eingesetzt wird. Werden also Aufsatzbacken mit Spannstufen eingesetzt, muss die Messung auf der Stufe erfolgen, auf der auch das Werkstück gespannt werden soll. Sind hohe Arbeitsdrehzahlen vorgesehen, bei denen aufgrund der Fliehkraft mit Spannkraftverlusten zu rechnen ist, sollte die Betriebsspannkraft zusätzlich über eine dynamische Messung ermittelt werden.
Checkliste für maximale Sicherheit
Wer die nachfolgenden sechs Punkte im Alltag beherzigt, kann sicher sein, dass er an der Drehmaschine für maximale Sicherheit sorgt:
- Betreiben Sie Kraftspannfutter nur, wenn alle Schutzeinrichtungen angebaut und voll funktionsfähig sind.
- Prüfen Sie das Kraftspannfutter mindestens einmal pro Schicht auf äußerlich erkennbare Schäden und Mängel.
- Schmieren Sie das Drehfutter möglichst einmal täglich mit geeignetem Futterfett ab.
- Nutzen Sie möglichst leichte und niedrige Aufsatzbacken, die nicht geschweißt sind.
- Melden Sie alle Veränderungen des Betriebsverhaltens sofort den zuständigen Stellen/Personen und setzen Sie die betroffene Maschine in der Zwischenzeit still. Fahren Sie die Maschine erst dann wieder an, wenn die Störungsursache beseitigt ist.
- Lassen Sie nach einem Crash das Drehfutter komplett vom Hersteller überprüfen.
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11.2009
So gehen Bediener beim Drehen auf Nummer Sicher
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10.2009
Schnurgerade bis aufs µ
Zusätzlich zu einer hohen Wiederholgenauigkeit spielt in modernen Werkzeugmaschinen, in Positionier-, Mess- und Handlingsystemen immer häufiger auch die Genauigkeit der Achsbewegung eine entscheidende Rolle. So lassen sich beispielsweise hochpräzise Bauteile für die Produktronik- oder Elektronikindustrie nur mit einer µ-genauen Führung entlang der kompletten Achse realisieren.
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09.2009
Wie einfach Maschinen heute sehen lernen
Immer mehr Branchen können das Potenzial industrieller Bildverarbeitungssysteme ausschöpfen. Ob im Supermarkt, auf der Autobahn, am Flughafen oder in der Fabrik: Überall werden mittels Kamerasystemen Bilder aufgenommen und in einem Rechner ausgewertet, um schließlich vollautomatisch schnelle und sichere Entscheidungen zu treffen.
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08.2009
Hydro-Dehnspanntechnik für die Werksstückspannung
Hydro-Dehnspannfutter für das Spannen von Werkzeugen (Fräser, Bohrer, Gewindebohrer, Reibahlen) sind am Markt seit langem bekannt und wegen ihrer technischen Vorteile geschätzt. Sie kombinieren eine kräftige, zentrische Spannung mit einer hohen Eigendämpfung. Das Ergebnis sind sehr gute Oberflächen bei hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten.
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07.2009
Greifen - prüfen - messen - schonen
Intelligente Sensoren machen Aktoren zu feinfühligen Helfern in der Automatisierung
Sensoren sind in der Automatisierung die entscheidenden Sinnesorgane von Maschinen und Anlagen. Während Greifmodule und andere Aktoren früher gewissermaßen gefühllos und stur exakt vordefinierte Aufgabe erledigten, werden sie heute mit Hilfe intelligenter Sensoren zu feinfühligen und flexiblen Helfern im Fertigungsprozess. Sie versorgen die Anlage mit wichtigen Informationen über den Prozess, die Produkte bzw. Bauteile sowie die Anlagenfunktion. Das erhöht die Flexibilität, verkürzt die Fertigungszeit, sichert die Produktqualität, vermeidet Anlagenstörungen und schont die Automatisierungssysteme.
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06.2009
Der Trend zum Präzisionswerkzeughalter
Seit Jahren gelten Spannzangenfutter als günstige und probate Spannmittel für unterschiedlichste Bearbeitungen. Und das, obwohl sich in vielen Betrieben das gleiche Bild bietet: Aus Angst vor losen Werkzeugen ziehen Werker die Überwurfmuttern der Spannzangenaufnahmen mit überdimensionalen Verlängerungen an.
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05.2009
Auf dem aktuellen Stand der Anforderungen
- Die neue Maschinenrichtlinie der EU
Die Sicherheit von Produkten und Systemen steht für SCHUNK traditionell ganz oben auf der Prioritätenliste, denn wir verstehen uns als Partner unserer Kunden und bieten ausschließlich Komponenten an, die qualitativ und sicherheitstechnisch zur Spitze gehören.
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04.2009
Hohe Wirtschaftlichkeit durch Performance in der Spanntechnik
5-Achs-Maschinen bieten ein enormes Effizienzpotenzial in der modernen Fertigung.
Wer dieses Potenzial möglichst umfassend ausschöpfen will, sollte dabei auch an die passende Ausrüstung denken.
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03.2009
Mikroventiltechnik
- Kleinteilehandhabung und -montage
Wer kleine, leichte Teile handhaben oder montieren will, kann mit elektromagnetischen Mikroventilen kräftig Gas geben. Die energieeffizienten Ventile werden direkt mit dem pneumatischen Aktor verschraubt und machen auf diese Weise Schluss mit langen Leitungen. Sie sorgen für einen deutlich schnelleren Takt und sparen dabei Druckluft, Leitungsgewirr sowie jede Menge Montagezeit. Selbst in vorhandene Anlagen lassen sich die standardisierten Tempomacher einfach und schnell integrieren.
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02.2009
Zuverlässige Präzision bis in den verstecktesten Winkel
Trotz konstruktiver Raffinesse lassen sich schwer zugängliche Stellen an Werkstücken manchmal nicht vermeiden. Gefragt sind in diesen Fällen schlanke Werkzeughaltersysteme mit minimaler Störkontur. Sie müssen bis in den verstecktesten Winkel vordringen, ein ausreichendes Drehmoment übertragen und zugleich hohe Präzision gewährleisten.
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