Hydraulische Spannelemente

Hydraulisch aktiviertes Spannelement, zweiteilige Ausführung, mit Wolfram-Carbid-Beschichtung.

CAD-Modell einer Drehtischanwendung, bei der die Klemmung mit einem hydraulisch aktivierten Spannelement in einteiliger Ausführung realisiert wurde

Hydraulisch aktivierte Spannelemente für Fräskopfklemmungen sowie Dreh- und Rundtischklemmungen

Automatisiertes Klemmen und Lösen auf Basis des Spieth-Prinzips

 

Hydraulische Klemmelemente sind häufig teuer, die Baugruppen komplex, die Montage aufwendig. Gleichzeitig bieten diese Systeme wenig Radialsteifigkeit. Spieth-Ingenieure haben auf Basis der bewährten Spieth-Spannsatz-Technologie ein hydraulisches Spannelement entwickelt, das ein automatisches Klemmen und Lösen bei reduzierter Bauteileanzahl, hoher Radialsteifigkeit und maximaler Präzision erlaubt. Diese in enger Zusammenarbeit mit namhaften Kunden umgesetzte Lösung ist kostengünstig und zeichnet sich zudem durch die einfache Montage und Demontage sowie die hohe Zuverlässigkeit aus.  

Die innovative Lösung verwirklicht eine Automatisierung des Klemmvorgangs über Hydraulikdruck – ein deutlicher Vorteil gegenüber der Regelanwendung mittels Schrauben bzw. einer Aktivierung durch eine externe Betätigung. Das System ermöglicht in den verschiedensten Anwendungen ein schnelles Klemmen und Lösen. Im Gegensatz zu herkömmlichen hydraulischen Spannsätzen bietet diese Lösung durch das bewährte Spieth-Prinzip eine hohe radiale Steifigkeit und einen direkten Kraftfluss zwischen Welle und Nabe.

Hydraulisch aktivierte Spannelemente von Spieth werden individuell auf die jeweiligen Anforderungen der Anwendung hin ausgelegt. Diese Präzisionselemente sind in einteiliger oder zweiteiliger Ausführung erhältlich und entfalten ihre Klemmwirkung beim Aufbringen von Hydraulikdruck, wobei keine zusätzliche Peripherie notwendig ist. Damit werden die Vorteile des bewährten Spieth-Prinzips mit seiner unerreichten Rundlaufgenauigkeit und Montagefreundlichkeit um die Möglichkeit ergänzt, schnelle Klemm- und Lösevorgänge zu automatisieren.

Innovative Fräskopfklemmung hohe Leistung auf engstem Raum

Ein führender Hersteller von 5-Achs-Fräsmaschinen in Fahrständerbauweise hat bereits früh auf diese zukunftsweisende Lösung gesetzt: Das System ist seit vielen Jahren erfolgreich im Einsatz und damit eine ideale Alternative zu komplexen hydraulischen Systemen.

Für den Einsatz der hydraulisch aktivierten Klemmelemente ist außer der bereits vorhandenen Hydraulik keine weitere Peripherie notwendig. Es können im Vergleich zu Alternativlösungen sogar Bauteile eingespart werden. Dies reduziert Aufwand und Kosten und verringert die Komplexität der Baugruppe. In Verbindung mit der geringen Wandstärke lässt sich auf engstem Raum eine kompakte und leistungsfähige Lösung realisieren.

Bei der Positioniergenauigkeit des Fräskopfes bleiben keine Wünsche offen: Die Spieth-Elemente erlauben dank des prinzipbedingt rotationssymmetrischen Aufbaus und der sehr gleichmäßigen Kraftübertragung ein positionsneutrales Klemmverhalten ohne Axialschub. In Verbindung mit den elastischen Eigenschaften der Spieth-Technologie ist stets ein gleichzeitiges Klemmen und Freigeben aller Kontaktpunkte und damit eine stufenlose Klemmung mit äußerster Präzision gewährleistet.

Mit dem Einsatz von Spieth-Produkten haben die Konstrukteure des Kunden eine hohe Radialsteifigkeit der Baugruppe erreicht. Aufgrund der Elastizität des innovativen Spieth-Prinzips reagiert die Klemmung extrem schnell: Zwischen Klemmen und erneutem Anlaufen gibt es keine Berührung der Kontaktpartner und somit keine Wartezeiten, bis eine erneute Drehbewegung stattfinden kann. In der Summe tragen diese Eigenschaften dazu bei, dass der Fräskopf ein sehr hohes Zerspanvolumen und höchste Produktivität erreicht.

Bei häufigen Klemmvorgängen über lange Zeiträume tritt bei vielen Anwendungen eine Kontaktkorrosion auf. Während dank des Spieth-Prinzips die Kontaktpartner grundsätzlich geschont werden, haben die Spieth-Ingenieure bei ihrer innovativen Lösung in enger Zusammenarbeit mit Kunden die hydraulisch aktivierten Spannelemente zusätzlich mit einer Wolfram-Carbid-Beschichtung versehen. Diese ist optional von Spieth erhältlich. Sie bietet eine ideale Balance zwischen hervorragenden Gleiteigenschaften und zuverlässiger Klemmung ohne Durchrutschen oder Nachlassen und ermöglicht letztlich extrem lange Wartungsintervalle.

Genau das hat sich in der Zusammenarbeit mit Spieth beim Kunden ausgezahlt: Im Testlabor sind nachweislich mehr als 1 Mio. Klemmvorgänge erreicht worden. Im Feld hat sich die gemeinsam mit den Spieth-Ingenieuren entwickelte Lösung ebenfalls bewährt: Die Kunden setzen beständig auf die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit des Fräskopfes, dessen Klemmung mit hydraulisch aktivierten Spannelementen realisiert ist.

Kostengünstige und präzise Lösung für Dreh-, Schwenk- und Rundtischklemmung

Bei Anwendungen in Dreh- und Schwenktischen sowie in Rundtischen punktet Spieth mit den hydraulischen Spannelementen ebenfalls schnell bei neuen Kunden. Die Positioniergenauigkeit spielt selbstverständlich auch in diesen Anwendungen eine extrem wichtige Rolle. Diese wird mithilfe des rotationssymmetrischen Aufbaus erreicht, des positionsneutralen Klemmverhaltens der Spieth-Elemente. Das Spieth-Prinzip bringt einen direkten Kraftfluss zwischen Welle und Nabe mit sich. In Verbindung mit den hohen übertragbaren Drehmomenten ermöglicht dies eine vollkommene Flexibilität – insbesondere bei Richtungswechseln – und damit eine hohe Verfahrgenauigkeit.

Darüber hinaus lassen sich mit den Präzisionselementen von Spieth kurze Schaltzeiten und damit eine hohe Dynamik realisieren: Bei der Aktivierung reagieren die elastischen Elemente extrem schnell, alle Kontaktpunkte werden gleichzeitig geklemmt oder freigegeben.

Mit der Entscheidung für den Einsatz hydraulisch aktivierter Spannelemente haben die Konstrukteure eines Weltmarktführers im Bereich von Drehtischanwendungen auf engstem Raum hohe Haltekräfte realisiert. Die individuell auf die Bedürfnisse des Kunden zugeschnittene Lösung macht überdies auch in diesem Beispiel zahlreiche Anschlussteile überflüssig.

Im Zuge des Kundenprojektes ist eine zentrale Anforderung an die Drehtischklemmung, dass eine hohe Verdrehsteifigkeit sichergestellt wird. Auch hier spielen die Eigenschaften der Spieth-Produkte den Konstrukteuren in die Karten: In der einteiligen Ausführung weisen die Bauteile prinzipbedingt ein sehr hohes Widerstandsmoment gegen Torsion auf und ermöglichen dank der rein mechanischen Wirkungsweise eine zuverlässige und dauerhafte Klemmung.

Im Ergebnis hat der Kunde eine maßgeschneiderte und kostengünstige Lösung mit hervorragender Energieeffizienz bekommen, die mit höchster Präzision und geringer Komplexität ohne aufwendige Regelungsmechanismen höchste Zuverlässigkeit und Produktivität garantiert. „Innovative Lösungen auf Basis bewährter Technologien zu entwickeln“, so Spieth Geschäftsführer Dipl.-Ing. Alexander Hund, „ist der Weg, der unseren Kunden schnell und zuverlässig entscheidende Produktivitätsvorteile bringt.“

Mit der Entwicklung der hydraulischen Spannelemente dokumentiert Spieth erneut seine wegweisende technische Kompetenz. „Wir sehen uns als Lösungspartner unserer Kunden. Bei unseren hydraulisch aktivierten Spannelementen übernehmen wir deshalb auch die Berechnung der nötigen Parameter, wie zum Beispiel den Hydraulikdruck auf Basis der Anwendung“, ergänzt Dr.-Ing. Heiko Alxneit, Leiter Produktmanagement bei Spieth.

Vorteile der Fräskopfklemmung im Überblick

  • Kompakte Bauweise für höchsten Nutzraum
  • Hohe Positioniergenauigkeit
  • Hohe radiale Steifigkeit
  • Geringe Stillstandszeiten und hohes Zerspanvolumen für höchste Produktivität
  • Hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer

Vorteile der Dreh-, Schwenk und Rundtischklemmung im Überblick

  • Hohe Positioniergenauigkeiten und Dynamik
  • Kompakte Bauweise und hohe Haltekraft
  • Hohe radial und tangentiale Steifigkeit
  • Hervorragende Energieeffizienz
  • Hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer für höchste Produktivität

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