Produkt des Monats

Luft- und Raumfahrt

Spannen auf Knopfdruck

25.08.2010

Spannsysteme: Für das Fixieren der großen und fragilen Freiformteile im Flugzeugbau sind spezielle Spannvorrichtungen notwendig. Der Nachteil: Sie sind oft nur sehr aufwändig und zeitintensiv ein- und umzurüsten. Mit dem UHF-System bietet die Kostyrka GmbH eine elegante, flexible wie auch kostensparende Lösung.

Die Elemente der UHF-Vorrichtung (Universal Holding Fixture) bestehen prinzipiell aus einer in einem Gehäuse axial verstellbaren Kolbenstange, die über eine Klemmbuchse in jeder Position geklemmt werden kann. Hub und Durchmesser dieser Kolbenstange wird entsprechend den kundenspezifischen Randbedingungen festgelegt.

Je nach Antriebskonzept zur Bewegung der Kolbenstange werden die UHF-Elemente dabei in passive und aktive Elemente unterschieden. Die Schnittstelle zum Werkstück wird meistens über Vakuumsauger und/oder mechanische Spannelemente realisiert.

Jedes Element besitzt eine integrierte Druckerzeugung für die hydraulischen Klemmhülsen. Ebenfalls integriert ist die komplette Elektronik für die Aktorik sowie die Ventiltechnik für die Steuerung der Pneumatik und des Vakuums.

Geregelter Antrieb
Aktive UHF-Elemente besitzen immer einen geregelten Antrieb. Dieser kann sowohl ein busfähiger Servo- als auch ein entsprechender Schrittmotor sein. In Verbindung mit einer Kugelumlaufspindel stellen aktive Elemente vom Prinzip her eine NC-Achse dar und erlauben somit die programmgesteuerte Positionierung der Kolbenstange. Damit lässt sich innerhalb kürzester Zeit die UHF-Vorrichtung programmgesteuert auf die Form des aufzuspannenden Werkstücks einstellen. Die notwendigen Steuerdaten für die erforderliche Position werden dabei im Idealfall direkt aus den CAD-Daten des jeweiligen Werkstücks generiert. Aktive Elemente werden sowohl als Positionier- wie auch als Stützelemente eingesetzt.

Während der Bearbeitung ist der Antriebsstrang lastfrei. Prinzipiell kann nach dem Klemmen der Kolbenstange der Antrieb abgeschaltet werden. Dadurch wird die thermische Belastung minimiert und damit die Lebensdauer des Antriebs heraufgesetzt. Passive Elemente besitzen keinen oder keinen geregelten Antrieb. Sie übernehmen im Wesentlichen Stützfunktionen des Werkstücks in der Vorrichtung. Aktive und passive Elemente können in einer hybriden Vorrichtung beliebig kombiniert werden. Beispielsweise können die aktiven Elemente die Referenzierung des Bauteils übernehmen, während passive Elemente die Stützfunktion ausüben. Beide Elemente werden über dieselbe mechanische Schnittstelle in das Grundgestell der Vorrichtung eingesetzt; sind also beliebig austauschbar. Der Austausch der Elemente kann sowohl manuell als auch mit Hilfe eines Handhabungsgerätes oder der Werkzeugmaschine erfolgen. Aufgrund des besonderen Funktionskonzeptes und der daraus resultierenden Kompaktheit der einzelnen Elemente, können auch flexible Vorrichtungen für kleine Teile realisiert werden. Der kleinste Elementabstand beträgt 60 mm.
Stefan Schwock, Kostyrka GmbH, Stuttgart