Werkzeug-Spanntechnik: Mehr Prozesssicherheit und ein Plus an Produktivität bereits bei günstigen Komponenten

Es gibt Komponenten, mit denen lassen sich Werkzeuge an Maschinen spannen. Mehr nicht. Und es gibt Spannsysteme, die gleichzeitig zu mehr Prozesssicherheit, weniger Verschleiß und einer höheren Produktivität beitragen.

 

Sie sorgen nicht nur dafür, dass die Fertigungsqualität zunimmt und dass das Werkzeug sicher gespannt ist, sondern auch dafür, dass dieser Wechsel besonders rasch geschieht. Schnelles Rüsten ermöglicht es Unternehmen, auch geringe Stückzahlen effizienter und in kürzerer Zeit zu fertigen. Das führt oftmals dazu, dass die Lagerhaltung verringert werden kann. Die Folge hiervon ist wiederum ein geringerer Platz- und Kapitalbedarf. 

Auf der anderen Seite sorgen schnelle Werkzeugwechsel für längere Maschinenlaufzeiten und damit für zusätzliche Kapazitäten, die dann für neue Aufträge zur Verfügung stehen. Da sie meist einfach in der Handhabung sind, können sie selbst von Ungeübten leicht bedient werden.

Rüsten vereinheitlichen und vereinfachen

Manche Werkzeugspann- und -wechselsysteme sind zudem flexibel verwendbar, so dass die Anzahl der benötigten Spannmittel verringert werden kann. Außerdem lassen sich mit ihrer Hilfe oftmals Rüstvorgänge vereinheitlichen, vereinfachen und automatisieren. Hierzu können die Funktionen der Spannelemente im Rahmen integrierter Produktionsprozesse von zentralen Maschinensteuerungen gelenkt werden. Überwachungselemente – insbesondere für Druck und Position – geben gleichzeitig Rückmeldungen an Steuerungen und helfen dadurch, eine hohe Prozesssicherheit und Produktivität zu erreichen.Mit der High-end-Lösung „Magnetspanntechnik“ ist es sogar möglich, sämtliche Stahlwerkzeuge aller geometrischen Formen, Größen und Massen zu spannen und auf andere Spannelemente weitestgehend zu verzichten.Vorteile bieten Spannsysteme ebenfalls hinsichtlich der Fertigungsqualität und der Lebensdauer von Werkzeugen. Das gleichmäßige und verzugsarme Spannen, die jederzeit mögliche, exakte Wiederholbarkeit dieses Schrittes und die Auswahl der optimalen Spannstellen tragen zu einer gleichbleibend hohen Produktionsqualität bei. Hierdurch wird gleichzeitig der Verschleiß am Werkzeug vermindert. Vor der Entscheidung für eine geeignete Spanntechnik ist der Einsatzzweck zu klären: Soll vor allem die Bedienung vereinfacht werden, die Anzahl der Spannmittel reduziert oder der Werkzeugverschleiß gesenkt werden? Oder geht es in erster Linie darum, die Maschinenproduktivität zu erhöhen und die Produktqualität zu verbessern?

Andreas Reich, Produktbereichsleiter Werkzeugspanntechnik bei ROEMHELD am Standort Hilchenbach, hebt hervor, dass es für viele Aufgaben günstige Standardelemente gibt, die sich aus modular aufgebauten Programmen zusammenstellen lassen. „Selbst individuelle Spezialanfertigungen für besondere Anforderungen sind in kurzer Zeit und zu moderaten Kosten lieferbar“, erklärt der Spanntechnikspezialist.

Investitionen rechnen sich schon nach kurzer Zeit

Dem mitunter zu hörendem Einwand, Spanntechnik sei teuer, widerspricht er vehement: „Schon eine einfache Überschlagskalkulation zeigt, dass sich die Investitionen in den meisten Fällen bereits nach kurzer Zeit amortisieren.“Sein Beispiel: Bei 250 Arbeitstagen im Jahr und einem einmaligen Werkzeugwechsel pro Schicht werden im Zweischichtbetrieb 500 Werkzeuge pro Jahr gewechselt. Mit manuellen Spannschrauben dauert die Rüstzeit je Werkzeugwechsel etwa 25 bis 30 Minuten. Unter Berücksichtigung des entsprechenden Maschinenstundensatzes ergeben sich Rüstkosten von 5.000 Euro pro Monat, also 60.000 Euro im Jahr. Hingegen belaufen sich seiner Rechnung zufolge die vergleichbaren Rüstkosten beim Einsatz von hydraulischen Schnellspannsystemen wie Hohlkolbenzylindern, Spannleisten und Hydraulikaggregate auf jährlich lediglich 15.000 Euro. Mit ihnen ist  der Werkzeugwechsel bereits in sechs Minuten erledigt. Wenn man die Anschaffungskosten von 8.000 bis 12.000 Euro berücksichtigt, ergibt sich ein Gesamtbetrag von etwa 27.000 Euro. Die Ersparnis beträgt also bereits im ersten Jahr 33.000 Euro. Reichs Fazit: „Schon nach wenigen Monaten hat sich die Investition amortisiert.“ 

Unberücksichtigt ist hierbei, dass die gewonnenen Maschinenlaufzeiten die Produktionszeiten verlängern und so einen weiteren Ertrag in Form höherer Kapazitäten bringt. Hierzu rechnet der Produktbereichsleiter erneut vor: „Durch den Werkzeugwechsel innerhalb von sechs Minuten sinken die täglichen Rüstzeiten um jeweils eine gute halbe Stunde.“ Das ergibt bei 250 Arbeitstagen eine um 125 Stunden verlängerte Maschinenlaufzeit, die für zusätzliche Aufträge nutzbar ist.

Mechanisch, hydraulisch oder magnetisch?

Doch für welche Anwendung wählt man welches Spannmittel? Hierzu der Experte: „Einfache hydromechanische Spannmuttern – wahlweise mit Spannkraftanzeige –, Kompakt-Spannpratzen und mechanische Einschubspanner empfehle ich, wenn die Spannrandhöhen und -breiten von Werkzeugen einheitlich und Spannzeiten von mehreren Minuten je Spannstelle vertretbar sind.“ Ihnen gegenüber reduzieren hydraulische Spannelemente wie Hohlkolbenzylinder, Einschub-, Winkel- und Keilspanner die Spann- und Lösezeit auf acht bis zwanzig Sekunden bereits deutlich. Durch Knopfdruck und damit ohne Kraftaufwand durch den Maschinenbediener wird das Werkzeug an allen Spannstellen gleichzeitig und gleichmäßig fixiert. „Das hydraulische Spannen ist schneller und wirkt sich positiv auf Prozesssicherheit und Fertigungsqualität aus“, berichtet Reich, „darüber hinaus kann die Spannkraft überwacht, geregelt und der Rüstvorgang automatisiert werden.“ Noch schneller geht es nur noch mit elektropermanent-magnetischen Spannplatten, die Werkzeuge in weniger als drei Sekunden fest und sicher positionieren und spannen. Die Magnetspannplatten werden entsprechend den Vorgaben des Kunden gefertigt und sind vor allem bei häufigen Werkzeugwechseln sinnvoll. Sie sind außerdem vorzuziehen, wenn viele unterschiedlich dimensionierte Werkzeuge im Einsatz sind: Wenn sie aus Stahl sind, können sie ohne Standardisierung der Spannrandhöhen und Werkzeuggrundplatten ausnahmslos gespannt werden. Für Einsteiger in diese Technologie hat ROEMHELD zudem mit „Clamp & Go“ eine Produktlinie preislich attraktiver Magnetspannplatten geschaffen. Die Reihe besteht aus kostengünstigen, in Größe und Ausführung standardisierten Magnetspannplatten, die für einen breiten Anwenderkreis konzipiert ist. Wie die meisten anderen Spannelemente lassen sie sich am Großteil der Maschinen ohne Komplikationen nachrüsten. Andreas Reich ist Produktbereichsleiter Werkzeugspanntechnik bei ROEMHELD am Standort Hilchenbach, Tel.: 02733 28 11 62, E-Mail: a.reich@hilma.de

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