Hydro-Dehnfutter hat jetzt auch Schruppen im Griff

Als das hochdynamische Gantry-Bearbeitungszentrum GS 800/3 von Alzmetall in Sekundenschnelle Berge von Edelstahlspänen produzierte, war in den Gesichtern der Mitarbeiter der SLZ Maschinenbau GmbH in Hanau eine Mischung aus Ungläubigkeit, Staunen und respektvoller Anerkennung abzulesen. Kein Wunder. War es doch für die eingefleischten Zerspanungsprofis bisher undenkbar, dass ein Hydro-Dehnspannfutter eine solche Schruppbearbeitung souverän meistern könnte. Für sie steht fest: Mit seinen enormen Haltekräften setzt das kraftvolle Tendo E compact der Lauffener Schunk GmbH & Co. KG einen neuen Maßstab in der Werkzeugspannung.

„Normalerweise geht so etwas nicht mit Hydro-Dehnaufnahmen“, bestätigt Peer Hinterseher, CNC-Fachmann bei SLZ. Um die neue Präzisionsaufnahme auf die Probe zu stellen, hatte er ein ganzes Arsenal von Grausamkeiten zusammengestellt. Hochfestes Aluminium ebenso wie Edelstahl – genau solche Materialien eben, wie sie SLZ auch im täglichen Betrieb bearbeitet.

Der bodenständige Vorzeigebetrieb aus Hanau vereint ein Ingenieurbüro und einen Zerspanungsbetrieb zu einem leistungsstarken Ganzen. 72 Mitarbeiter sorgen von der Konstruktion bis zum fertigen Teil für eine durchgängige Leistung aus einer Hand. Die Kunden, die vor allem das hohe Qualitätsniveau des mittelständischen Unternehmens schätzen, kommen aus der Energie- und Verfahrenstechnik, der Solarindustrie, der Pharmaindustrie, dem Verpackungsmaschinenbau sowie aus dem Sonderanlagenbau für Produktionstechnik und Automatisierung. Gefertigt werden Prototypen und Funktionsmuster, aber auch komplette Baugruppen. Hinzu kommt die Produktion von Kleinserien und Einzelteilen, wie etwa exklusive Designerfelgen aus Aluminium und Edelstahl.

„Wir nutzen durchgängig modernste Konstruktions- und Fertigungsverfahren“, betont SLZ-Geschäftsführer Matthias Zundel. „Denn die Prozesskette ist immer nur so stark, wie ihr schwächstes Glied. Was nützt die beste CAD-Software, die beste Maschine oder das beste Werkzeug, wenn der Werkzeughalter nicht die entsprechenden technologischen Eigenschaften besitzt?“ Oft seien es gerade die Schnittstellen, die darüber entscheiden, in welcher Liga man spiele.

Wohl auch aus diesem Grund war Zundel schnell begeistert davon, als es darum ging, die neuen Hydro-Dehnfutter zu testen. „Schunk berät systemneutral und geht individuell auf unsere Anforderungen ein.“ Bisher hatte SLZ die Tendo-Werkzeughalter der Lauffener vor allem für hochpräzise Bearbeitungen verwendet. Die hohe Rundlauf- und Wiederholgenauigkeit von unter 0,003 mm, die perfekte Wuchtgüte und die hervorragende Schwingungsdämpfung gewährleisten einen gleichmäßigen Schneideneingriff und vermeiden Mikroausbrüche an der Werkzeugschneide. Das optimiert die Bearbeitungs- und Oberflächenqualität und erhöht die Werkzeugstandzeiten. Gerade beim Einsatz hochwertiger Werkzeuge hatten sich auf diese Weise die Kosten für den Werkzeughalter immer schnell amortisiert. Bei anspruchsvollen Schruppbearbeitungen allerdings ist SLZ bisher auf andere Aufnahmen ausgewichen. Schließlich stand fest, dass Hydro-Dehnspannfutter für so hohe Drehmomente nicht geeignet sind. In der Regel kamen bei Volumenanwendungen daher Weldonaufnahmen zum Einsatz, die zwar nicht so genau sind, dafür aber aufgrund des formschlüssigen Spannsystems auch hohe Drehmomente prozesssicher übertragen.

Nach der Versuchsreihe mit Tendo E compact will SLZ seine Strategie bei Werkzeugspannsystemen nun neu definieren. Zeigt sich doch, dass das innovative Hydro-Dehnspannfutter ein echtes Kraftpaket ist. So hat die Aufnahme beispielsweise einen 20 mm durchmessenden, vierschneidigen VHM-Fräser mit einer Zustellung von 1,5 x D und einem Vorschub von 480 mm/min souverän durch Edelstahl 1.4301 geführt. In hochfestem Aluminium lag die Bearbeitungszeit für eine Tasche mit den Maßen 100 mm x 100 mm x 20 mm mit einem dreischneidigen 20-mm-VHM-Fräser bei gerade einmal 10 s. Bei einem Vorschub von 6000 mm/min brachte die Maschine dabei eine Leistung von 22 kW.

„Eine solche Zerspanung war bisher mit einem Hydro-Dehnspannfutter nicht möglich“, meint Geschäftsführer Anton Schönfelder im Anschluss an den Versuch. Seiner Ansicht nach kommt zu den hohen Haltekräften noch ein weiterer, entscheidender Pluspunkt hinzu: „Beim Schruppen schluckt Tendo E compact die Vibrationen.“ So ließen sich die Vorteile der Hydro-Dehnspanntechnik nun auch bei der Volumenbearbeitung nutzen.

Verglichen mit konventionellen Hydro-Dehnspannfuttern hat Schunk die Leistung beim Tendo E compact um 60 % gesteigert. Bei trockenen Spann-Bedingungen überträgt die Präzisionsaufnahme Drehmomente bis 900 Nm (bei 20 mm Durchmesser). Hinzu kommt eine um bis zu 10 % höhere Radialsteifigkeit. Das Futter überzeugte SLZ beim Fräsen, Bohren und Reiben und lässt sich auch bei anspruchsvollen HSC- und HPC-Bearbeitungen prozesssicher einsetzten.

Mit einer dauerhaft präzisen Rundlaufgenauigkeit unter 0,003 mm bei einer Ausspannlänge von 2,5 x D, einer Wuchtgüte bei HSK von G 2.5 bei 25 000 min-1 sowie einer sehr guten Schwingungsdämpfung fügt sich Tendo E compact nahtlos ins Hydro-Dehnspann-Programm von Schunk ein. Der Werkzeughalter schont die Werkzeugschneide und die Spindel und erzeugt hochwertige Werkstückoberflächen. Verglichen mit Weldon- oder Warmschrumpfaufnahmen lassen sich mit dem Hydro-Dehnfutter beim Schruppen bis zu 40 % der Werkzeugkosten einsparen.

Überzeugen konnte die Mitarbeiter von SLZ auch der einfache, schnelle und prozesssichere Werkzeugwechsel. „Aufdrehen, wechseln, zudrehen. Fertig“, bringt Peer Hinterseher den Vorgang auf den Punkt. Gerade in der flexiblen Fertigung, wie bei SLZ, in der die Werkzeuge häufig gewechselt werden, bieten die Tendo-Futter dadurch Vorteile. Wenige Handgriffe genügen, um ein neues Werkzeug in Sekundenschnelle mit einem Innensechskantschlüssel sicher zu spannen. Beim Spannvorgang drückt ein Spannkolben im Innern des Werkzeughalters das Hydraulikmedium in eine Dehnkammer und bewirkt dort einen Druckanstieg. Eine Dehnbüchse wölbt sich daraufhin nach innen und spannt das Werkzeug präzise und sicher. Wie alle Hydro-Dehnspannfutter der Schwaben kommt auch Tendo E compact ohne zusätzliche und zum Teil teure Peripheriegeräte aus. Gerade für kleine und mittlere Betriebe ist das kraftvolle Spannfutter aus diesem Grund eine gute Alternative.

Da der Werkzeughalter bewusst nur in den wichtigsten Durchmessern angeboten wird und Schunk von einer großen Nachfrage und damit hohen Stückzahlen ausgeht, konnten die Herstellkosten des Hydro-Dehnspannfutters spürbar gesenkt werden. Diese Kostenvorteile geben die Schwaben an ihre Kunden weiter: Tendo E compact liegt preislich zwischen mechanischen Werkzeugaufnahmen und etablierten Hydro-Dehnspannfuttern. Damit lohnt sich auch für Nutzer von Weldon- oder Warmschrumpffuttern der Wechsel. Die Aufnahme gibt es aktuell für die Schnittstellen HSK-A63, SK40 und BT40 mit Spanndurchmesser 20 mm. Weitere Varianten sind bereits in Vorbereitung. Über Zwischenbüchsen lässt sich der komplette Spannbereich abdecken.

Dieter Gielen Verkaufsleiter Werkzeughaltersysteme, Schunk GmbH & Co. KG, Lauffen