Automatisierung + Standardisierung

werkstückspannen

Jedem Druck gewachsen

25.05.2010

Zentrischspanner: Beim Kaltumformen stehen nicht nur die Werkstücke mächtig unter Druck – auch die Spannmittel müssen einiges aushalten. Kaltumformer Walter Henrich setzt nicht ohne Grund auf die wirtschaftlich und prozesssicher arbeitenden Kraftspannblöcke Tandem PGS und Parallelgreifer von Schunk.

Die Walter Henrich GmbH hat sich auf die Kaltumformung und spanende Bearbeitung von Bauteilen aus Rohr- und Vollmaterial spezia-lisiert. Ein eigenes Kaltumformverfahren auf Basis des Axialumformens sorgt für einen optimalen Gefügeverlauf und Festigkeitszuwachs der Bauteile. Selbst anspruchsvolle 90°-Kanten kann Henrich mit diesem Verfahren in Sekundenschnelle realisieren.

Unter anderem fertigt der Kaltumformbetrieb auf diese Weise Sitzrohrwellen für Pkw, die bei einem Seitenaufprall für die Stabilität der Sitze und damit für die Sicherheit der Insassen sorgen. Unternehmen der Möbelindustrie verbauen in Schubladen langlebige Führungsrohre von Henrich. Das Unternehmen verarbeitet Rohre und Vollmaterial aus Stahl, Aluminiumlegierungen, Edelstähle und NE-Metalle mit Durchmessern zwischen 10 und 100 mm, Wandstärken zwischen 0,5 und 12 mm sowie Längen zwischen 100 und 6000 mm. Rund ein Drittel der gefer-tigten Teile geht in den Export.

Die Maschinen, die exakt auf die Fertigung der beauftragten Teile zugeschnitten sind, baut Henrich allesamt selbst – von der Einzelanlage bis hin zur kompletten Linie, die 6-m-Rohre voll automatisiert vom Bund weg verarbeitet. Dabei werden die Teile mit 70 t Druck kalt umgeformt, anschließend spanend bearbeitet, zu 100 Prozent auf Maßhaltigkeit geprüft und am Ende fertig verpackt palettiert.

Für die Spannmittel ist der Einsatz bei Henrich ein echter Knochenjob: „Zum Teil wirken riesige Kräfte. Deshalb sind Kraft und Eigenstabilität der Spanner enorm wichtig“, betont Uwe Steinmetz, der bei Henrich für die technische Entwicklung zuständig ist. „Damit sich die Bauteile nicht drehen, werden die Spanner bei uns eigentlich immer im Grenzbereich gefahren. Die Spannkraft ist dabei das A und O.“ An den entscheidenden Stellen setze Henrich daher auf Spannmittel von Schunk. So sind in den Anlagen bei Henrich rund vierzig Tandem-PGS-Zentrischspanner des Spann- und Greiftechnikexperten im Einsatz. Mit ihrem großen Hub, der enormen Spannkraft und kurzen Zyklenzeit sind sie bei der voll automatisierten Bearbeitung von Rohrenden ideal für die umfassende Spannung geeignet.

Steinmetz macht keinen Hehl daraus, dass die von Schunk angegebenen Grenzwerte der Zentrischspanner für ihn allenfalls grobe Richtwerte sind. Arbeiten Tandem-PGS-Kraftspannblöcke für gewöhnlich mit Druckluft in einem Bereich zwischen 3 und 9 bar, werden sie bei Henrich mit über 10 bar betätigt. Den genauen Wert mag er nicht verraten, nur so viel: „Das wirkliche Limit liegt weit über neun.“ Ähnlich unkonventionell wird teilweise der Parallelgreifer PGN von Schunk eingesetzt. Während Tandem-Spanner statt zu spannen mit speziellen Backen Gewinde in Rohrenden von Führungsrohren pressen, wirkt der Schunk-Greifer als Spannunterstützung.

Für extreme Belastungen ausgelegt
Entscheidend für Henrich sei, dass die Spannmittel auch bei derart extremen Belastungen absolut prozesssicher arbeiten, betont Steinmetz. Kein Wunder: Bei einer Zykluszeit, die zum Teil unter 2 s liegt, wirken sich ungeplante Ausfälle der Maschinen enorm aus. Für ihn seien die robusten Tandem-Spanner also auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten die beste Lösung. „Der Mehrpreis der Schunk-Spanner wird durch ihre Robustheit und Zuverlässigkeit allemal wett gemacht.“ Viele der bei Henrich eingesetzten Kraftspannblöcke hätten bereits mehrere Millionen Spannzyklen hinter sich. „Unter idealen Bedingungen, das heißt in sauberer und trockener Umgebung erreicht ein Tandem-Spanner bei uns auch schon mal rund 25 Mio. Zyklen.“

Die pneumatisch betätigten Kraftspannblöcke Tandem PGS sind speziell für die flexible Werkstückspannung konzipiert. Die in beliebiger Lage einbaubaren Zentrischspanner mit einem variablen Hub von bis zu 10 mm ermöglichen über eine zwangsgesteuerte Keilhaken-Kraftübertragung laut Angabe von Schunk Spannkräfte bis 50 kN. Bei dem hohen Druck, den Henrich beaufschlagt, sind sie freilich noch höher. Die Spanner sind aus einem belastbaren Schmiedewerkstoff gefertigt und eignen sich sowohl für die Innen- als auch für die Außenspannung. Es gibt sie serienmäßig in den Baugrößen 64 bis 250.

Der große Backenhub von 10 mm macht es möglich, die Rohre bei Henrich umfassend zu spannen. Hierfür nutzt Henrich standardisierte Spannbacken in Prismenausführung, die auf Basis einer eigenen Werksnorm aus Backenrohlingen von Schunk gefertigt werden. Um den Rüstaufwand zu reduzieren, sind die Backen außen komplett identisch. Nur innen in der Spannung wird der Rohrdurchmesser definiert. Unterschiedliche Längen und Durchmesser können so mit identischen Prismenbacken gespannt werden. Aufgrund der spielarmen Grundbacken-führung beträgt die Wiederholgenauigkeit dabei rund 0,02 mm.

„Der stabile und vergleichsweise simple, zugleich aber enorm wirkungsvolle Aufbau der Schunk-Spanner ist ein enormer Vorteil“, erläutert Steinmetz. Er mache den Zentrischspanner ausgesprochen wartungsfreundlich. „Tandem ist so konstruiert, dass er eigentlich kaum oder gar nicht gewartet werden müsste“, erklärt der Konstruktionschef abschließend.