Spanndorne Hersteller

Spanndorne sind präzise Innenspannwerkzeuge für Werkstückbohrungen, wenn Rundlauf, Lage und Planparallelität in der Bauteilbearbeitung kritisch sind. Ihre kontrollierte Expansion in der Bohrung erzeugt eine sichere Klemmverbindung, ermöglicht Drehen, Schleifen und Messen mit stabilem Prozess und überträgt Schnittkräfte zuverlässig.

Grundlagen und Funktionsweise

Das Wirkprinzip beruht auf axialer Betätigung, die segmentierte oder elastische Elemente radial dehnt. Die resultierende Reib- oder Formschlussverbindung zentriert das Werkstück, während Anschlagflächen die Axiallage definieren. Die Schnittstelle zur Maschine erfolgt über ein Flanschsystem oder ein konisches System, optional mit Adapter für flexible Einrüstungen.

• Dornkörper: Tragstruktur mit Zentrierkegel, Passflächen und Anschlägen für reproduzierbare Lage.
• Spannhülse: elastisches oder segmentiertes Element, das radial expandiert und die Bohrung greift.
• Betätigung: Mechanische Spindel, Hydraulik oder Pneumatik zur Kraftübertragung und Wegbegrenzung.
• Abstützung: Axialanschlag und Mitnehmer stellen Plananlage und Drehmomentübertragung sicher.

Dorntypen und Einsatzprofile

Mechanische Ausführungen sind robust für hohe Zerspankräfte und variierende Toleranzen. Sie benötigen eine manuelle oder maschinelle Betätigung. Hydraulische Varianten verteilen die Flächenpressung gleichmäßig, eignen sich für dünnwandige Geometrien und automatisierte Abläufe. Membran- und Segmentlösungen minimieren Formänderungen und begünstigen damit Finish-Schleifen und Messaufnahmen.

Ist ein Werkstück außen empfindlich geführt, reduziert Innenspannung den Gehäuseverzug gegenüber Außenspannung. Segmentgeometrien lassen sich für Mehrkant, Kerbverzahnungen oder Stufenbohrungen anpassen, sofern das Bohrungsprofil definierte Führungsflächen bietet.

Präzisionskennwerte und Messpraxis

Rundlauf wird typischerweise bei dreifachem Bohrungsdurchmesser über die Spannlänge mit einem Taster gemessen. Hochpräzise Systeme erreichen ≤ 0,003 mm. Die Wiederholgenauigkeit liegt oft unter 0,002 mm. Angaben stehen im Datenblatt und referenzieren herstellerseitig Messnormen, teils in Anlehnung an ISO 9283 für Wiederholtests.

Die Spannkraft richtet sich nach Dorn-Ø und Bauprinzip. Hydraulische Varianten erreichen bei 50 mm Durchmesser bis zu 20 kN. Die Systemsteifigkeit inklusive Schnittstelle, Werkzeugaufnahme und Maschine bestimmt Schwingungsneigung und Oberflächengüte.

Membran-Dorne liefern die geringsten Spanninduzierungen am Bauteil und erreichen typischerweise ≤ 0,001 mm Rundlauf bei sehr kleinem Spannbereich. Sie dienen als Referenzaufnahme in der Mess- und Finishbearbeitung.

Einflussgrößen und Fehlerquellen

Oberflächenqualität, Schmierung und Sauberkeit der Bohrung beeinflussen Reibwerte und Reproduzierbarkeit. Temperaturdifferenzen zwischen Dorn und Werkstück verändern Passungsspiel und sollten durch abgestimmte Wartezeiten oder Konditionierung minimiert werden.

Geometrische Fehler entstehen durch unpassende Anlageflächen, ungleichmäßige Kraftverteilung oder Biegesteifigkeit der Werkstückspannung. Prüfen Sie Tasterpositionen und Messstrategie in der Messtechnik, um Rundlauf, Planlauf und Koaxialität konsistent zu verifizieren.

Auswahlkriterien und Vorgehen

• Werkstückdaten: Bohrungsdurchmesser, Wandstärke, Materialpaarung und Bauteilbearbeitung definieren Grenzen.
• Prozesslasten: Schnittkraft, Richtung, Bearbeitungsweg und Bearbeitungsprofil steuern die erforderliche Spannkraft.
• Toleranzen: Zielwerte für Rundlauf, Planlage und Lagebezug führen zur Wahl des geeigneten Dorntyp.
• Stückzahl und Automatisierung: Zykluszeit, Rüsten und Schnittstelle zur Anlage beeinflussen das Betätigungsprinzip.
• Prüfkonzept: Festlegen der Qualitätsprüfung und Messpunkte für Abnahme und Serienkontrolle.
• Dokumentation: Ansicht in CAD, Montagehinweise und rechtssichere Angaben im Datenblatt erleichtern Freigaben.

Wirtschaftlich relevant sind Lebensdauer der Verschleißteile, Wartungsintervalle und Medienbedarf. Viele Premiumsysteme erreichen über 1.000.000 Schaltzyklen. Zur Bewertung hilft OEE (Overall Equipment Effectiveness) in Verbindung mit Rüstzeiten, Ausschussquote und stabiler Taktung.

Bei Beschaffung spielen Vertragsklauseln wie Vorauszahlung, Stornierungsbedingung, Rechte an Zeichnungen inklusive Copyright sowie Schutzrechte wie Gebrauchsmuster eine Rolle. Wartungsverträge, Lieferzeiten und Optionen für Ersatzhüllen sichern die Verfügbarkeit.

Beispiele aus der Praxis

Schleifen eines dünnwandigen Ringübermaßes: Ein hydraulischer Dorn mit elastischer Hülse verteilt den Druck großflächig. Ergebnis: 0,002 mm Rundlauf über 40 mm Spannlänge bei 15 kN, keine Maßabweichung an der Bohrung, stabile Taktung in Klimazone 20 °C.

Drehen eines robusten Nabenrohlings: Ein mechanischer Segmenteinsatz mit axialem Anschlag überträgt hohes Drehmoment. Ergebnis: 0,007 mm Rundlauf bei unterbrochenem Schnitt. Rüstwechsel über Schnellwechsel-Spannmöglichkeit innerhalb von vier Minuten.

Hersteller- und Marktüberblick

Relevante Anbieter sind HAINBUCH, SCHUNK, Röhm, Emuge-Franken, MAPAL, BIG KAISER, OTT-JAKOB, FORKARDT und DESCH. Viele Programme decken Standard- und kundenspezifische Lösungen ab, inklusive modularem Aufbau und passgenauen Schnittstellen für Robotik, Palettenwechsel und Messstationen.

• Dokumente: Montageanleitung, Prüfzertifikat, Schnittzeichnung und mehrsprachige Unterlagen, oft Deutsch, Englisch, Französisch.
• Inbetriebnahme: Unterstützung durch Engineering für Auslegung, Kollisionsprüfung und Medienintegration.
• Messkette: Abgleich mit Werksnormen, Protokolle und SPC-Fähigkeit für die Qualitätsprüfung.
• Kompatibilität: Prüfaufnahme, Robotergreifer und Spannmittel aus einem System minimieren Übergabefehler.

Terminologie und Dokumentation

Im technischen Sprachgebrauch erscheinen Synonyme wie Innenspannmandrel, Aufnahmedorn oder Referenzdorn. Entscheidend sind konsistente Bezeichnungen in Spanntechnik-Spezifikationen, klare Funktionszeichnungen und eindeutige Bestellschlüssel.

Für die Auslegung einer Spannlösung sind Angaben zu Medium, Betriebsdruck, zulässigen Kräften, Werkstoffpaarungen und Grenztemperaturen relevant. Ergänzende Hinweise zur Spanntechnik sollten die Schnittstellen zu Steuerung, Kühlmittel und Sicherheitseinrichtungen abdecken.

Die Einbindung in Prüfmittelkette und Prozessfreigabe profitiert von funktionsfähigen CAD-Modellen, eindeutiger Teilekennzeichnung und abgestimmter Ansicht der Aufspannlage. Das erleichtert Änderungsdienste, Rückverfolgbarkeit und Wartungsplanung.