Die federlose Einfachheit der Werkzeugspannung
Die HSK-Schnittstelle zum automatischen Spannen von Werkzeugen ist zwar Industriestandard, ihre Betätigung besitzt aber konzeptbedingte Nachteile. Abhilfe schafft nun ein selbsthemmender Spannsatz, der auf Federpakete zur Vorspannung verzichtet. Er empfiehlt sich besonders bei kompakten oder hochdrehenden Motorspindeln.
Federlos, robust und mit konstanter Kraft arbeitet das Werkzeugspannsystem ›SLH-x‹
Die HSK-Schnittstelle oder auch Hohlspannkegelschnittstelle nach DIN 69893 wurde als Nachfolger der Steilkegelschnittstelle eingeführt. Sie ist im Vergleich circa 30 Prozent kleiner, 50 Prozent leichter und zudem durch die zusätzliche Plananlage steifer. Darüber hinaus ist die HSK-Schnittstelle mittlerweile ein internationaler Industriestandard zum automatischen Spannen von Werkzeugen in Werkzeugmaschinen. Die allgemeine Funktion dieser Schnittstelle kann folgendermaßen umrissen werden: Eine innenliegende Segmentspannzange zieht beim Spannen und im Betrieb über die Innenspannschräge der Werkzeugaufnahme diese in den Wellenkonus und gegen die Wellenplananlage (Bild 2). Die Betätigung der Segmentspannzange erfolgt über einen mittig sitzenden und an eine Zug-Druck-Stange angeschlossenen Betätigungsbolzen, der die Segmente auseinandertreibt oder zur Entnahme der Werkzeugaufnahme wieder zusammenführt. Die Weg- und Kraftaufbringung auf die Zug-Druck-Stange erfolgt über ein pneumatisches, hydraulisches oder elektrisches System.
Stand der Technik
Es werden fast ausschließlich Einbausysteme verwendet, welche eine permanente Einzugskraft auf die Schnittstelle über die Zug-Druck-Stange aufbringen (Bild 3). Hierfür wird diese ständig über Federpakete in der Welle oder Achse auf Zug belastet. Zur Kraftaufbringung gibt es auch Ansätze mit Gasdruckfedern, die sich aber durch Leckage nicht durchsetzen konnten. Die Nachteile dieser Permanentvorspannung sind leicht ersichtlich: Die Federpakete müssen eng geführt, aber immer noch mit Spiel zur Welle beziehungsweise Achse verbaut werden. Jeder Werkzeugwechsel verursacht somit, wenn auch geringfügig, eine Verlagerung der einzelnen Federn, was zu unkontrollierbarer Unwucht und Wellendynamik bei Drehzahl führt. Um die Federlänge zu minimieren, sind diese hochbelastet. Federbrüche, Wärmeentwicklung und Zustandsänderungen in der Vorspannung kommen über die Nutzungsdauer gehäuft vor. Für den benötigten großen Hub muss die Federpaketlänge damit auch unverhältnismäßig groß gewählt werden. Damit einher geht eine extrem lange Bauweise mit einer innenliegenden, dünnen Zug-Druck-Stange. Beides erhöht nicht nur unverhältnismäßig das Wellengewicht, sondern führt auch zu einer sehr ungünstigen und durch die Federverschiebung inkonsistenten Rotordynamik. Dies sind nicht kompensierbare Nachteile für schnelldrehende, besonders genaue oder kurz bauende Werkzeugspindeln. […]
Hersteller
Levicron GmbH
D-67661 Kaiserslautern
www.levicron.com