Mit Ausgleich zu kürzeren Hauptzeiten
Wenn es in der Zerspanung um Zeiteinsparungen geht, verbindet man dies meist mit den Nebenzeiten. Dass aber mit dem Einsatz der richtigen Spannfutter selbst bei den Hauptzeiten bis zu 25 Prozent eingespart werden können, macht das Unternehmen Forkardt mit dem kraftbetätigten Keilhakenfutter mit Fliehkraftausgleich deutlich.
Zirka 70 Prozent der Maschinenhersteller liefern Ihre Standardmaschinen mit Spannfutter ohne Fliehkraftausgleich aus. Aus Kostengründen ist das bei den Herstellern vielleicht verständlich. Weniger erfreut darüber sind allerdings deren Kunden bzw. die Anwender, denn – das hat sich inzwischen herumgesprochen – bringen Spannfutter mit Fliehkraftausgleich eine enorme Produktivitätserhöhung. Und das ist kein werbliches Versprechen sondern ergibt sich klar aus der mathematischen Formel.
Setzt man beispielsweise bei einem 250er Futter eine Drehzahl von 3.500 min-1 an, ergibt das zum Spannfutter mit Fliehkraftausgleich mit 4.500 min-1 eine Differenz von 1.000 min-1. Lässt man diese Differenz nun in die Hauptzeitberechnung des Drehprozesses einfließen, ergibt sich daraus eine Reduzierung der Hauptzeit um 25 Prozent! Christof Rauen, Geschäftsführer der Forkardt Deutschland GmbH hat deshalb für den Einsatz dieser Futter eine einfache Rechnung aufgestellt:
„Für den Anwender stellt sich bei dieser Einsparung nicht die Frage, braucht man es oder braucht man es nicht. Meist geht es nur um den Preis. Rechnet man aber mit einer Brutto-Preisdifferenz von zirka 2.200 € zu einem herkömmlichen Futter, geht man weiter davon aus, dass die Investition über 5 Jahre abgeschrieben wird, ergibt das monatliche Mehrkosten von 60 €. Bei der enormen Einsparung rechnet sich das also allemal.“
Nun ist allerdings Spannfutter nicht gleich Spannfutter. Alle angegebenen Werte sind hier zunächst für die Kraftspannfutter, des Typs 3 OLC/QLK von Forkardt zutreffend. Gleiches gilt für die Ausführung der Futter. Gegenüber dem Typ 3 QLK (ohne Ausgleich) ist das 3 QLC mit einer Zwangsschmierung ausgestattet. Das heißt, die Kammern sind komplett mit Schmierfett gefüllt und bei jedem Leerhub wird eine Zwangsschmierung eingeleitet. Die Schmierung ist ohnehin ein elementares Thema bei Spannfuttern.
Ein unzureichend geschmiertes Futter hat nur noch 50 bis 60 Prozent seiner Ursprungsspannkraft. Außerdem wird bei Spannfuttern für gewöhnlich mit einer Rechteck-Backenführung gearbeitet. Durch die fertigungsbedingten Freistiche verlieren diese Futter bei entsprechender Drehzahl allerdings Schmierfett. Um diesen kritischen Prozess zu vermeiden und gleichzeitig mehr Sicherheit zu haben, hat Forkardt die patentierte Mehrzahn-Backenführung vor Jahren entwickelt. Das Profil der dreistufigen Backenführung wird im Profil geschliffen und benötigt so keine Freistiche. Interessant ist allerdings auch, dass sich bei Addition der drei Einzelflächen, ein höherer Flächentraganteil als bei den Rechteckführungen ergibt.
In der Praxis bedeutet das, dass bei Belastung weniger Spannung im Material entsteht bzw. somit höhere Spannkraft zu Verfügung gestellt werden kann. Ebenfalls mit Kräfteverteilung aber ein ganz anderer Aspekt ist das Führungsverhältnis in den Backen. Das heißt, bei Backen mit Rechteckführung steht nur ein Führungssteg zur Verfügung, die Kraftaufnahme erfolgt also über nur einen Steg. Das Forkardt-Prinzip dagegen arbeitet mit zwei, auf der ganze Länge der Führung durchgehenden und einem verkürzten Führungssteg.
Der verkürzte Steg entsteht bei allen Keilhakenfuttern durch den Keilhaken. Änderungen an der Anzahl der Führungen verletzen entweder das Patent oder ergeben eine 40 prozentige Reduzierung des Führungsverhältnisses. Forkardt verfügt hier also über ein absolutes Alleinstellungsmerkmal. Das gilt auch für das Gewicht der Spannfutter. Trotz dem Einsatz hochwertiger Stähle gelten die Forkardt-Futter durch die Gewichtsreduzierung zu den Leichtesten am Markt. Zudem, sind die Futterkörper für eine hohe Lebensdauer wärmebehandelt.
Auf Grund all dieser Fertigungsprozesse, die hinter so einem Qualitätsfutter stehen, erklärt sich auch schnell, dass die Futter im oberen Preissegment liegen.
Die entscheidende Hilfe bei der Prozessverantwortung
Im oberen Segment liegt man in Erkrath allerdings auch, was die Wiederholgenauigkeit angeht. Müssen hier bislang bei herkömmlichen, vergleichbareren Futtern meist Kompromisse eingegangen werden, liegt man bei Forkardt derzeit mit einem 250er Futter bei 20 µm Wiederholgenauigkeit.
Was noch fehlt, sind die Fakten zur viel beschriebenen Hysterese bei Spannfuttern mit Fliehkraftausgleich. Eine bleibende Verformung mag bei empfindlichen Teilen in Prozessen, die ständig wechseln, vorkommen. Das ist nach Meinung von Christof Rauen aber nicht die Norm in der Praxis:
„Unsere Kunden wechseln nicht kontinuierlich die Prozesse. Das heißt es wird nicht mehrfach innerhalb von einem Spannzyklus von 0 auf 4.000 min-1 hochgefahren und im Anschluss wieder auf Null. Vielmehr ist es so, dass die Spindel hochgefahren und dann der Zerspannprozess gestartet wird. Beim Plandrehen wird zwar mit konstanter Schnittgeschwindigkeit gefahren und zur Mitte hin die Geschwindigkeit gesteigert, aber auch hier sind wir natürlich in der Lage dünnwandige Teile feinfühlig und verformungsarm zu spannen.“
Dieser Meinung sind wohl auch die Maschinenhersteller, die nicht über den Preis verkaufen. Anders lässt sich sonst nicht erklären, warum diese Hersteller überwiegend auf Spannfutter mit Fliehkraftausgleich setzen. Ob EMAG. Mori Seiki, Okuma oder Mazak, speziell wenn es um Aufträge mit Prozessverantwortung und damit mehr Wirtschaftlichkeit geht, setzt man hier auf den Fliehkraftausgleich.
Allerdings sind die Spannfutter auch als Zukaufteil problemlos zu handeln. Forkardt liefert die Spannfutter mit zylindrischer Zentrierung bzw. Flanschen für die Kurzkegelaufnahme. Adapter zu den Zugrohr- oder Zugstangeneinheiten werden kundenspezifisch ausgelegt.
Interessantes am Rande
Forkardt liefert zirka 90 Prozent der 3 QL-Baureihe, mit Fliehkraftausgleich aus und gibt eine Garantie von 5 Jahren gemäß der gültigen Garantiebedingungen.
