Schrumpftechnik sorgt bei langen Werkzeugen für hohe Spannkraft

Anbieter zum Thema

Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH

Schages GmbH & Co.KG

Mikron Switzerland AG, Division Tool

Haimer GmbH

Bei einem Werkzeugdurchmesser von 20 mm garantiert Haimer zum Beispiel ein Haltemoment von 450 bis 800 Nm. Erreicht wird eine Rundlaufgenauigkeit wie mit keinem anderen Werkzeugspannverfahren. Diese resultiert aus dem rotationssymmetrischen Spannkörper, der ohne zusätzliche Elemente wie Zangen und Spannschrauben auskommt. Er wird erhitzt und dehnt sich aus. Dadurch wächst auch der Durchmesser der mittigen Bohrung minimal und das Werkzeug kann eingeführt werden. Beim Abkühlen zieht sich die Aufnahme um den Werkzeugschaft zusammen. Haimer spricht von einer erreichbaren Rundlaufgenauigkeit von unter 3 µm (gemessen bei einer Auskraglänge von 3 x Schaftdurchmesser). „Bei den konkurrierenden Spannsystemen, gegen die sich die Haimer-Schrumpftechnik durchsetzte, waren entweder die Spannkräfte und die maximal realisierbare Länge zu gering oder sie bauten so groß, dass die geforderten Bohrungen in spitzen Winkeln nicht möglich gewesen wären“, erläutert Schaper.

Hohes Tempo beim Ein- und Ausschrumpfen

Die Spulentechnik New Generation (NG) sorgt für ein hohes Tempo beim Ein- und Ausschrumpfen sowie zielgerichtete Energieeinleitung. Die Basis bildet eine verstellbare Spule, die sich in Länge und Durchmesser dem Futter anpasst. Dadurch erwärmt sich ausschließlich der Spannbereich des Futters, was unter anderem die Schrumpf- und Abkühlzeiten deutlich verkürzt.

Die NG-Induktionsspule sorgt dafür, dass die Wärme sehr schnell in die Werkzeugaufnahme eindringt. Das ist besonders beim Ausschrumpfen wichtig, wenn Werkzeug und Werkzeugaufnahme aus Materialien mit gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen. So dehnt sich das Futter aus, während das Werkzeug noch relativ kühl ist und die Spannung löst sich. Das Werkzeug kann entnommen werden. Bei langsamer Erwärmung würden sich beide ähnlich ausdehnen und das Werkzeug ließe sich nicht entnehmen.

Weitere Pluspunkte brachte die Flexibilität der NG-Induktionsspulen. „Wir haben damals alle Hersteller gefragt: Wie geht euer System mit abgebrochenen Werkzeugen um?“, berichtet Landmann. Die Haimer-Lösung überzeugte, weil die Induktionsspule nur durch ein Kabel mit dem Schrumpfgerät verbunden ist und man sie daher problemlos auch über eine im Schraubstock horizontal fixierte Werkzeugaufnahme schieben kann. Während diese dort erhitzt wird, kann ein Mitarbeiter von der Unterseite das abgebrochene Werkzeug aus der Aufnahme heraustreiben. Standardmäßig gibt es natürlich auch bei Haimer die passende Ausschrumpfvorrichtung, so dass selbst bei Werkzeugbruch ohne Verzögerung das Werkzeug gewechselt werden kann.

Wasserkühlung lässt die Werkzeuge schnell erkalten

Wichtig ist für Baker Hughes eine sehr schnelle Abkühlung nach dem Schrumpfvorgang, die per Kontaktkühlung gewährleistet wird. Passgenaue Kühlkörper für unterschiedlich große Außendurchmesser sorgen dafür, dass eine möglichst große Kontaktfläche entsteht und die Kontaktkühlung über einen Kreislauf die Wärme schnell abtransportiert. So kann die Werkzeugaufnahme je nach Werkzeugdurchmesser schon nach 30 bis 45 s entnommen und wieder eingesetzt werden. „Bei Systemen mit Gebläselüfter kann das Abkühlen zehn oder 15 Minuten dauern“, betont Landmann. Bei 60 bis 80 Schrumpfvorgängen pro Tag schlagen solche Unterschiede erheblich zu Buche. Und wenn ein Werkzeug, wie es bei Baker Hughes durchaus vorkommt, aus einer Aufnahme und zwei Verlängerungen besteht, sind drei Erwärmungs- und Abkühlvorgänge erforderlich – der Zeitvorteil verdreifacht sich.

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