Kraftspannfutter ermöglicht das Fräsen von Turbinenschaufeln

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Redaktion Lerch

Neuartiges Spannfutter erlaubt Verwerfung durch freigesetzten Eigenspannungen bis 2 mm

An der Entwicklung eines solchen Spannfutters waren zunächst drei namhafte Spannfutterhersteller beteiligt. Die Lösung von Forkardt kann alle Anforderungen erfüllen und deshalb hat sich Alstom für diese Variante entschieden.

Das Spannfutter hat allerdings mit einem Standardfutter nicht mehr viel gemeinsam. Die Verwerfung durch die freigesetzten Eigenspannungen kann bei diesen Bauteilen bis zu 2 mm in jede beliebige Richtung betragen. Bei den herkömmlichen ausgleichenden Spannfuttern wird das Werkstück durch die Spitze zwangsgeführt.

Die Spannstelle ist aber gegenüber der Zentrierspitze nicht zwingend symmetrisch. Diese Asymmetrie muss durch die Backen ausgeglichen werden können. Deshalb besitzen die Backen des Spannfutters eine Ausgleichsfähigkeit von ±8 mm. Die Zentrierspitze lässt eine radiale Auslenkung von 3 mm aus der zentrischen Lage in jede beliebige Richtung zu. Eine spezielle Funktion bringt die Spitze wieder in die zentrische Lage zurück.

Die Schaufeln haben nach dem Schmieden eine große Toleranz

Die Schaufeln sind geometrisch definiert, haben jedoch aufgrund des Schmiedeprozesses einen sehr großen Toleranzbereich. Deshalb wird bei dem Futter jede Backe einzeln über Hebel angesteuert. Die Zentrierspitze kann einen axialen Hub von 70 mm ausführen. Das Spannfutter besitzt eine Spannkraft von 50 kN. Integrierte Druckspeicher sichern die Erhaltung der Spannkraft ab, damit bei einem Leck im Hydrauliksystem das Futter nicht ungewollt öffnen kann.

Das hydraulisch betätigte Spannfutter besitzt eine HSK-Schnittstelle mit leckagefreien Kupplungen für die diversen Leitungen. Diese Lösung lässt es zu, dass die Werkstücke abseits der Maschine auf einer Beladestation gespannt und danach zusammen in die Maschine geführt werden können.

Fertigung mit neuartigem Spannfutter kostengünstiger und sicherer

Mittlerweile arbeitet man in Birr auf vier Maschinen, also mit insgesamt acht Kraftspannfuttern von Forkardt. Die Losgrößen liegen dabei je nach Schaufeltyp zwischen 30 und 150 Stück, die Baugrößen variieren von 800 bis 2000 mm Länge. Besonders interessant ist aber, dass man im Vergleich zur früheren Fertigungsmethode trotz kompletter Zerspanung flexibler ist und wesentlich kostengünstiger fertigen kann. Das Spannfutter hat einen großen Anteil daran, dass diese Qualitätsanforderungen erfüllt werden können. Zudem bringt ein solch flexibel einzusetzendes Spannmittel Freiräume und macht die Prozesse sicherer.

Derartige Sonderlösungen lassen sich nur mit entsprechendem Know-how bewältigen. Letztendlich sind es aber doch die besonderen Herausforderungen und die Lösungen, die die Wettbewerbsfähigkeit ausmachen. Denn Tatsache ist, dass man mit dieser Vorgehensweise wesentlich schneller und unabhängiger im Vergleich zu dem früheren Fertigungsverfahren geworden ist.

* Paul Biellmann ist Geschäftsleiter der Forkardt Schweiz GmbH in 8307 Effretikon (Schweiz)

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