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O+P Fluidtechnik 3/2021

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O+P Fluidtechnik 3/2021

SPANNELEMENTE

SPANNELEMENTE AUTOMATISIERTES KLEMMEN UND LÖSEN PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Eine Spannsatz-Technologie mit hydraulischen Spannelementen ermöglicht ein automatisches Klemmen und Lösen. Anwendungen, wie Fräskopfklemmungen oder Dreh-, Schwenk- und Rundtischklemmungen, profitieren von der Bauteilreduzierung, der erhöhten Radialsteifigkeit und gesteigerten Präzision. Ingenieure der Spieth-Maschinenelemente GmbH & Co. KG haben auf Basis der Spannsatz-Technologie ein hydraulisches Spannelement entwickelt. Die Lösung automatisiert den Klemmvorgang über Hydraulikdruck und stellt einen deutlichen Vorteil gegenüber der Regelanwendung mittels Schrauben bzw. einer Aktivierung durch eine externe Betätigung dar. Das System ermöglicht in den verschiedenen Anwendungen ein schnelles Klemmen und Lösen. Zu diesen Anwendungen zählen Fräskopfklemmungen sowie Dreh-, Schwenk- und Rundtischklemmungen. Sie weisen nun eine hohe radiale Steifigkeit und einen direkten Kraftfluss zwischen Welle und Nabe vor. Hydraulisch aktivierte Spannelemente legt Spieth individuell auf die jeweiligen Anforderungen der Anwendung aus. Diese Präzisionselemente sind in einteiliger oder zweiteiliger Ausführung verfügbar und entfalten ihre Klemmwirkung beim Aufbringen von Hydraulikdruck, wobei keine zusätzliche Peripherie notwendig ist. Damit werden die Vorteile einer unerreichten Rundlaufgenauigkeit und Montagefreundlichkeit um die Möglichkeit ergänzt, schnelle Klemm- und Lösevorgänge zu automatisieren. FRÄSKOPFKLEMMUNG MIT GESTEIGERTER PRODUKTIVITÄT Ein bedeutender Hersteller von 5-Achs-Fräsmaschinen in Fahrständerbauweise hat bereits früh auf diese Lösung gesetzt: Das System ist seit vielen Jahren erfolgreich im Einsatz und damit eine ideale Alternative zu komplexen hydraulischen Systemen. Für den Einsatz der hydraulisch aktivierten Klemmelemente ist außer der bereits vorhandenen Hydraulik keine weitere Peripherie notwendig. Es können im Vergleich zu Alternativlösungen sogar 32 O+P Fluidtechnik 2021/03 www.oup-fluidtechnik.de

SPANNELEMENTE Bauteile eingespart werden. Dies reduziert Aufwand und Kosten und verringert die Komplexität der Baugruppe. In Verbindung mit der geringen Wandstärke lässt sich auf engstem Raum eine kompakte und leistungsfähige Lösung realisieren. Bei der Positioniergenauigkeit des Fräskopfes bleiben keine Wünsche offen: Die Spieth-Elemente erlauben dank des prinzipbedingt rotationssymmetrischen Aufbaus und der sehr gleichmäßigen Kraftübertragung ein positionsneutrales Klemmverhalten ohne Axialschub. In Verbindung mit den elastischen Eigenschaften der Spieth-Technologie ist stets ein gleichzeitiges Klemmen und Freigeben aller Kontaktpunkte und damit eine stufenlose Klemmung mit äußerster Präzision gewährleistet. Mit dem Einsatz der hydraulisch aktivierten Spannelemente von Spieth haben die Konstrukteure des Anwenders eine hohe Radialsteifigkeit der Baugruppe erreicht. Aufgrund der Elastizität reagiert die Klemmung extrem schnell: Zwischen Klemmen und erneutem Anlaufen gibt es keine Berührung der Kontaktpartner und somit keine Wartezeiten, bis eine erneute Drehbewegung stattfinden kann. In der Summe tragen diese Eigenschaften dazu bei, dass der Fräskopf ein hohes Zerspanvolumen erreicht. Bei häufigen Klemmvorgängen über lange Zeiträume tritt bei vielen Anwendungen eine Kontaktkorrosion auf. Während die Kontaktpartner grundsätzlich geschont werden, haben die Ingenieure bei ihrer Lösung in enger Zusammenarbeit mit dem Anwender die hydraulisch aktivierten Spannelemente zusätzlich mit einer Wolfram-Carbid-Beschichtung versehen. Diese ist eine optionale Ausführung. Sie bietet eine ideale Balance zwischen wirksamen Gleiteigenschaften und zuverlässiger Klemmung ohne Durchrutschen oder Nachlassen. Zudem sind die Wartungsintervalle lang. Die Wolfram-Carbid-Beschichtung der hydraulisch aktivierten Spannelemente hat sich in der Zusammenarbeit mit Spieth beim Anwender ausgezahlt: Im Testlabor sind nachweislich mehr als 1 Mio. Klemmvorgänge erreicht worden. Im Feld hat sich die gemeinsam entwickelte Lösung ebenfalls bewährt: Die Anwender setzen beständig auf die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit des Fräskopfes mit der automatisierten Klemmung. POSITIONSNEUTRALES KLEMMVERHALTEN BEI DREH-, SCHWENK- UND RUNDTISCHEN Als Komponente in Dreh- und Schwenktischen sowie in Rundtischen überzeugen die hydraulischen Spannelemente ebenfalls. Dabei spielt unter anderem die Positioniergenauigkeit eine wichtige Rolle. Diese wird mithilfe des rotationssymmetrischen Aufbaus erreicht, des positionsneutralen Klemmverhaltens der Spieth-Elemente. Das Funktionsprinzip bringt einen direkten Kraftfluss zwischen Welle und Nabe mit sich. In Verbindung mit den hohen übertragbaren Drehmomenten ermöglicht dies eine gesteigerte Flexibilität – insbesondere bei Richtungswechseln – und damit eine hohe Verfahrgenauigkeit. Darüber hinaus weisen die Präzisionselemente kurze Schaltzeiten und damit eine hohe Dynamik auf: Bei der Aktivierung reagieren die elastischen Elemente extrem schnell, alle Kontaktpunkte werden gleichzeitig geklemmt oder freigegeben. Mit der Entscheidung für den Einsatz hydraulisch aktivierter Spannelemente haben die Konstrukteure eines weltweit agierenden Unternehmens im Bereich von Drehtischanwendungen auf engstem Raum hohe Haltekräfte realisiert. Die individuell auf die Bedürfnisse des Anwenders zugeschnittene Lösung macht überdies auch in diesem Beispiel zahlreiche Anschlussteile überflüssig. Im Zuge des Projektes ist eine zentrale Anforderung an die Drehtischklemmung, dass eine hohe Verdrehsteifigkeit sichergestellt wird. Auch hier spielen die Eigenschaften der Spieth-Produkte den Konstrukteuren in die Karten: In der einteiligen Ausführung weisen die Bauteile prinzipbedingt ein sehr hohes Widerstandsmoment gegen Torsion auf und ermöglichen dank der rein mechanischen Wirkungsweise eine zuverlässige und dauerhafte Klemmung. Im Ergebnis hat der Anwender eine maßgeschneiderte und wirtschaftliche Lösung mit hoher Energieeffizienz bekommen, die mit höchster Präzision und geringer Komplexität ohne aufwendige Regelungsmechanismen arbeitet. „Innovative Lösungen auf Basis bewährter Technologien zu entwickeln“, so Spieth Geschäftsführer Dipl.-Ing. Alexander Hund, „ist der Weg, der Anwender schnell und zuverlässig entscheidende Produktivitätsvorteile bringt.“ Fotos: Spieth-Maschinenelemente GmbH & Co. KG www.spieth-maschinenelemente.de POINTIERT HYDRAULISCHE SPANNELEMENTE FÜR AUTO- MATISIERTES KLEMMEN UND LÖSEN HOHE POSITIONIERGENAUIGKEIT UND RADIALE STEIFIGKEIT ANWENDUNGEN SPAREN BAUTEILE CAD-Modell einer Drehtischanwendung, bei der die Klemmung mit einem hydraulisch aktivierten Spannelement in einteiliger Ausführung realisiert wurde www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2021/03 33

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