Arbeitsraum lässt sich maximal nutzen

Wenn es im Maschinenraum eng zugeht, zählt jeder Zentimeter. Auch bei modernen Maschinen setzen die Außenmaße der Werkstücke so manchem Auftrag natürliche Grenzen. Beim Tieflochbohren im Kunststoffformenbau wird es doppelt kritisch: Der lange Bohrer benötigt viel Platz und muss zudem absolut präzise arbeiten. Die EKF Feinmechanik GmbH aus Neuravensburg im Allgäu kennt das Problem. In der Vergangenheit konnte sie Formen ab einer bestimmten Größe allenfalls über teure und zeitintensive Umwege fertigen. Mit dem extrem kurzen Hydro-Dehnspannfutter Tendo-ES der Lauffener Schunk GmbH & Co. KG gelingt das früher beinahe Unmögliche nun sehr wirtschaftlich in einem Bruchteil der Zeit.

Als Zulieferer der metallverarbeitenden Industrie fertigt EKF seit über zehn Jahren Einzel- und Serienteile aus allen zerspanbaren Materialien. Ein wesentliches Standbein des modern ausgestatteten Betriebs mit sechs Mitarbeitern ist der Formenbau für die Spritzgussindustrie. Gerade hier kam es immer wieder vor, dass die Maschinen für spezielle Aufgaben schlicht zu klein bemessen waren. Die Bauhöhe der Spannmittel wurde zum alles entscheidenden Kriterium.

Für Fertigungsleiter Roland Bucher gab es in solchen Fällen nur eine Möglichkeit: „Die Aufträge kamen nicht zustande. Statt auf dem Hermle-Bearbeitungszentrum C40U dynamic mit innerer Kühlmittelzufuhr wäre die Bearbeitung nur auf einem unserer größeren Zentren ohne IKZ möglich, allerdings kaum wirtschaftlich gewesen.“

Während die Bearbeitung auf der großen, konventionellen Maschine rund 8 h gedauert hätte, fertigt EKF die Werkzeuge heute mit Tendo-ES und innerer Kühlmittelzufuhr in nur 1,5 h. Eine Zeitersparnis von über 80 %. Es scheint, als hätte der kurze Werkzeughalter die Maschine und damit auch die Möglichkeiten von EKF deutlich wachsen lassen. Was früher kaum machbar war, können die Allgäuer heute als besondere Kompetenz anbieten. Die Spezialisten fertigen mittlerweile Werkzeuge für Kunststoffflaschen, in die später Duschgel, Shampoo, andere Kosmetika, aber auch flüssige Lebensmittel abgefüllt werden. Die Werkstücke aus Formenbaustahl M 315 mit einem Außenmaß von etwa 790 mm x 80 mm x 250 mm (LxBxH) müssen unter anderem mit Kühlkanälen für die Wasserkühlung beim Spritzgießen versehen werden. Genau hier liegt die Herausforderung: Bei einer Werkstückhöhe von 250 mm, einer Bohrtiefe von 230 mm und einem maximalen Verfahrweg in Z-Richtung von 500 mm war mit herkömmlichen Spannmitteln die Grenze des Machbaren überschritten.

Heute wird das Werkstück zunächst mit einem 10-mm-Bohrer 30 mm tief vorgebohrt. Anschließend arbeitet sich ein 250 mm langer Hartmetall-Tieflochbohrer mit einem Durchmesser von 10 mm souverän ins Vollmaterial – mit 2000 min-1 und einem Vorschub von 300 mm/min.

Das kurze Hydro-Dehnspannfutter sorgt vor dem Eintauchen des Bohrers für ausreichende Bewegungsfreiheit der Achsen, so dass Kollisionen ausgeschlossen sind. Beim Bohren gewährleistet es dann ein Höchstmaß an Präzision. Über die innere Kühlmittelzufuhr wird die Schneide während der Bearbeitung geschmiert und gekühlt. Die Dehnbüchse und die Dehnkammer des Halters wirken schwingungsdämpfend, absorbieren Belastungsspitzen und stabilisieren das Werkzeug im Eingriff. Sehr gute Oberflächen und lange Werkzeugstandzeiten sind die Folgen. Das gleichmäßigere Belastungsprofil auf Spindel und Lager schont zugleich die Maschine.

Bei dem kurzen Hydro-Dehnspannfutter erfolgt die Werkzeugspannung direkt im Aufnahmekegel. So wurde ein L1-Maß von nur 26 mm möglich. Weil der Werkzeugschaft über die Spindel abgestützt wird, verfügt das Futter über große Haltekräfte, wodurch sich hohe Drehmomente übertragen lassen.

Der innovative Präzisionswerkzeughalter läuft auf unter 0,003 mm genau rund, bei einer Ausspannlänge von 2,5xD. Bei einer Drehzahl von 25 000 min-1 erreicht er eine Wuchtgüte G 2.5. Er ist prädestiniert fürs kräftige Schruppen, für die Hochleistungs- und Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, fürs Bohren, Reiben, Gewindebohren, Gewindefräsen und Gewindeformen.

Für Anwendungstechniker Klaus Eggerl von EKF stehen zudem ganz praktische Aspekte im Vordergrund: „Mit einem Innensechskantschlüssel ist der Werkzeugwechsel sekundenschnell erledigt. Das geht einfach und ist absolut sicher.“ Der kosten- und energieeffiziente Spannvorgang spart also Zeit, verbraucht keinerlei Strom und kann vollkommen energieautark selbst innerhalb der Maschine stattfinden.

Michael Kraft Produktmanager Werkzeughaltersysteme bei Schunk