Filigrane Druckmaschinen-Bauteile

 

  • ROEMHELD: filigrane Druckmaschinen-Bauteile auf Schleifmaschine verzugsfrei spannen
  • Spezialist entwickelt anwendungsspezifische Spannlösung für hochpräzises Schleifen bei Heidelberger Druckmaschinen

Hilchenbach, den 12. November 2018. Für das Schleifen von besonders filigranen Druckmaschinen-Bauteilen hat der Spanntechnikhersteller ROEMHELD ein hochpräzises Spann- und Zentriersystem entwickelt. Die anwendungsspezifische Lösung basiert auf HILMA-Maschinenschraubstöcken der neuen Baureihe MC-P. Mit ihr können die Oberflächen labiler Werkstücke im Brandenburger Werk der Heidelberger Druckmaschinen AG besonders verzugsarm bearbeitet werden.

Seine interne Toleranzvorgabe von 10 μm kann Heideldruck sogar deutlich unterbieten. Die maximale Oberflächenabweichung liegt nun bei 5 μm und damit weit unter den Werten, die der Maschinenbauer mit Spannmitteln anderer Hersteller erzielte. „Das ist das beste Spannsystem, das wir jemals im Haus hatten. Wir sind sehr zufrieden“, lobt Daniel Böttger aus der Abteilung Werkzeug und Maschinentechnologie. Im Vorfeld hat das Werk mehrere Jahre lang nach einer geeigneten Spanntechnologie für die Schleifanwendung gesucht.

Labiles Bauteil hochpräzise schleifen

Für den Feinschliff gespannt werden muss ein schlankes Bauteil mit vielen Bohrungen und Taschen, das aufgrund seiner Länge von 477 mm bei einer Tiefe von lediglich 12 mm und einer Breite von 77 mm äußerst labil ist. Das Werkstück aus einer Eisen-Nickel-Legierung wird vorher gefräst, gebohrt und plangeschliffen.

Ursprünglich hatten die Brandenburger das filigrane Bauteil extern bezogen. Vor einigen Jahren entschieden sie sich, die Fertigung selber zu übernehmen, um das eigene Know-how zu erweitern und jederzeit die Qualität der Werkstücke gewährleisten zu können. „Wir packen immer wieder neue fertigungstechnische Herausforderungen an“, erklärt Böttger, „und arbeiten hart daran, das perfekte Ergebnis zu erzielen.“

Filigrane Druckmaschinen-Bauteile
Fünf HILMA-Maschinenschraubstöcke der Baureihe MC-P kommen bei der Spannlösung zum Einsatz: in der Mitte ein Element zum zentrischen Spannen ohne Klemmung, rechts und links je zwei positionsflexible Komponenten, bei denen die Spannstelle erst nach Einleiten der Spannkraft durch Klemmen fixiert wird (Foto: ROEMHELD).
 Filigrane Druckmaschinen-Bauteile
Hier beispielhaft ein positionsflexibles Spannsystem MC-P 125 mit Backenbreite von 125 mm. Bei der Spannlösung für Heideldruck wurde ein Spannsystem mit einer Backenbreite von 60 mm verwendet (Foto: ROEMHELD).

Kundenspezifische Lösung für Verzugs-Problematik

Daraufhin suchten die Brandenburger Unterstützung bei verschiedenen Spanntechnikherstellern, die allerdings keine brauchbaren Lösungen für den Prozess lieferten. „Die Ergebnisse waren jedes Mal unbefriedigend“, so Böttger. Schließlich entwickelte das Unternehmen eine eigene Spannvorrichtung, mit der es bessere Resultate erzielte. Allerdings lag die Ausschussquote immer noch bei vierzig Prozent. „Das Bauteil lag plan, wurde gespannt, geschliffen und dann gelöst – und war verzogen“, berichtet er. Die Hälfte der Werkstücke konnte aufwändig nachbearbeitet werden, so dass der Ausschuss am Ende zwanzig Prozent betrug.

Obwohl die Produkte aus dem Spanntechnikproramm der ROEMHELD Gruppe im Werk für Fräsbearbeitungen bereits seit vielen Jahren eingesetzt werden, hatte niemand die Unternehmensgruppe als Problemlöser für Schleifthematiken in Erwägung gezogen. Das änderte sich Ende 2016: Damals entstand der erste Kontakt zwischen Böttger und Christoph Neuhaus, Produktmanager Werkstück-Spannsysteme bei der Hilma-Römheld GmbH im Nordrhein-Westfälischen Hilchenbach.

„Wir haben ein sehr großes Sortiment, das Gesamtangebot der ROEMHELD Gruppe umfasst mehr als 20.000 Artikel. Wenn niemand anderes eine Lösung hat, wir finden sie“, sagt Neuhaus selbstbewusst. „Selbst wenn wir mit Standard-Spannmitteln nicht weiterkommen, können wir helfen, denn eine unserer Kernkompetenzen ist die Entwicklung von Systemen für individuelle Anwendungsfälle.“

Maschinenschraubstock MC-P in zentrischer und positionsflexibler Ausführung

Basierend auf dem HILMA Maschinenschraubstock MC-P, den es in Ausführungen für das positionsflexible und das zentrische Spannen gibt, entwickelten die ROEMHELD-Konstrukteure mittels aufwändiger Tests eine passende Spannlösung. „Wir hatten uns zum Ziel gesetzt, aus diesem ursprünglich für Bearbeitungszentren entwickelten Element möglichst viel herauszuholen“, berichtet der Produktmanager.

Bei der zentrisch spannenden Version fahren zwei mechanisch miteinander verbundene Spannschlitten gemeinsam zum Mittelpunkt des Spannsystems. Da die Spannspindel weit oben im Gehäuse angebracht ist, wird eine Verformung des Bauteils auf ein Minimum reduziert.

Die Spannstelle der positionsflexiblen Maschinenschraubstöcke ist bei geöffneter Klemmung schwimmend gelagert. Auch hier nähern sich zuerst die Spannschlitten zentrisch dem Werkstück. Hat die erste Spannbacke Kontakt zum Bauteil bekommen, wird die zweite Spannbacke verfahren, bis beide korrekt angelegt sind. Dann wird mit dem Drehmomentschlüssel die gewünschte Spannkraft eingeleitet und anschließend die Spannstelle über eine Klemmspindel fixiert. Somit kann diese exakt an die Werkstücklage angepasst werden.

Passendes Spannsystem innerhalb weniger Monate entwickelt

Nachdem eine Kombination aus drei zentrisch spannenden Schraubstöcken mit 100 mm Backenbreite noch nicht das gewünschte Ergebnis erzielt hatte, testeten die Spanntechnik-Spezialisten eine aufwändigere Variante aus fünf Elementen: Ein Zentrisch-Spanner in der Mitte spannt das Werkstück zuerst, dann wird es rechts und links mit je zwei positionsflexible Elemente gespannt und anschließend geklemmt. Dabei kommen für eine höhere Spanngenauigkeit extraflache Spannbacken mit je 60 mm Breite zum Einsatz, die das Unternehmen speziell für die Anwendung gefertigt hat.

„Unsere internen Versuche haben sehr gut funktioniert“, erzählt Neuhaus, „deswegen konnten wir dem Kunden das Spannsystem Anfang Juni 2017 für eine kostenlose Erprobung unter Fertigungsbedingungen zur Verfügung stellen.“ Dabei kam es hervorragend an und wurde schließlich im November vom Unternehmen bestellt. Damit hat sich die große Vorleistung von Konstruktion und technischem Vertrieb für alle Beteiligten ausgezahlt.

Nun sind die Spanntechnikexperten dabei, ihre Komplettlösung zu vervollkommnen. Neu entwickelte Spannbacken mit spezieller Beschichtung für mehr Grip sollen das Bearbeitungsergebnis nochmals verbessern.

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