Spanntechnik Hersteller

Spanntechnik bündelt in der Produktionstechnik Methoden zur sicheren Werkstückspannung auf Werkzeugmaschinen. Sie führt Kräfte, dämpft Schwingungen und stützt fragile Konturen. Einsatz vom Prototyp bis zur Serie für Metalle, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe. Ziel ist eine belastbare Bauteillage über den gesamten Bearbeitungsweg.

Grundlagen der Werkstückspannung und Prozesssicherheit

Definition und Kernaufgaben der Fixierung

Die Fixierung erfolgt über das Spannelement, das kontrolliert Spannung einleitet und das Bauteil gegen Bearbeitungskräfte hält. Präzise Auflagen, definierte Anschläge und geeignete Spannvorrichtungen verhindern Mikrobewegungen, die Maßhaltigkeit und Oberflächengüte beeinträchtigen.

Entscheidend ist die Passung zwischen Auflage, Backe und Bauteil. Unterschiedliche Werkstückgeometrien erfordern angepasste Kontaktflächen. Wechselbare Formbacken mit feiner Verzahnung vergrößern die Reibfläche, Spannblöcke greifen stirnseitig, abgestützte Auflagepunkte entlasten dünnwandige Zonen.

Anbindung an Maschinentisch und Kraftübertragung

Die Anbindung an den Maschinentisch erfolgt über eine präzise Schnittstelle wie T‑Nut, Lochraster oder Nullpunktaufnahme. Diese Verbindung überträgt Querkräfte, Haltemomente und die Gesamtbelastung aus Vorschub, Schnittkraft und Eigenmasse. Saubere Auflagen mit Ausblasfunktion und Spülkanälen verhindern Spanreste und Lagefehler.

Einfluss auf Zerspanung und Präzision

Fehlende Steifigkeit erhöht Schwingungen in der Zerspanung und verschlechtert Rundlauf sowie Oberflächen. Stabiler Kraftfluss verkürzt Wirklängen der Werkzeugschneide und stützt den Spannprozess. In einer Fallstudie sank der Ausschuss um 40 %, und die OEE (Overall Equipment Effectiveness) stieg messbar. Dokumentierte Prüfwerte belegen die Performance.

Vielfalt mechanischer und fluider Systeme

Klassische mechanische Spannelemente

Der Schraubstock, Spannpratzen und Spannzangen dominieren die Einzelteilfertigung. Die Mittelschraube setzt definierte Kraft, Niederzugbacken verhindern Abheben. Auf der Drehmaschine übernehmen Backenfutter mit Wechselscheibe das Umrüsten. Geeignet für Einzelteil und Kleinserien, wenn Sichtkontrolle und manuelles Setzen der Anschläge gewünscht sind.

Hydraulische und pneumatische Spannlösungen

Hydraulik erzeugt hohe Haltekräfte, Pneumatik schaltet schnell bei geringerer Kraft. In der Serienproduktion werden Spannzylinder, Paletten und Spannmodule zentral angesteuert. Die Einbindung in die Automatisierungsumgebung erlaubt robotergestützte Maschinenbeladung. Ventilinseln und Sensorik melden Zustände an die Automatisierungslösung. Wiederholgenaue Anschläge reduzieren Lagemessungen im Ablauf.

Spezialsysteme: Magnet-, Vakuum- und Schrumpftechnik

Magnetspannplatten fixieren ferromagnetische Bleche vollflächig, Vakuumplatten halten nicht magnetische Materialien rückstandsfrei. Für Werkzeuge nutzt man die Schrumpftechnik: Ein Schrumpfgerät erwärmt den Halter, das Werkzeug wird gesetzt. Nach dem Abkühlen entsteht eine sehr starre Verbindung mit hohem Rundlauf.

Auswahl und Performance von Spanntechniklösungen

Kriterien für Werkstückgeometrien und Fertigungsprozesse

Lang auskragende Konturen, dünne Rippen oder Öffnungen bestimmen die Auswahl. In der Fräsbearbeitung sichern Niederzugmechaniken plane Auflage, beim Drehen wirken Drehmomentstützen. Komplexe Werkstückgeometrien können eine Sonderlösung erfordern, oft deckt das Baukastenprinzip mit standardisierten Aufnahmen die Varianten ab.

Rüstzeitreduzierung und Werkstückwechsel

Schnellwechselsysteme mit Kugelzugbolzen verkürzen die Rüstzeit und vereinheitlichen Referenzen. In einem Aluminiumgehäuse-Projekt erzielte ein Nullpunktspanner eine Rüstzeitreduzierung um 85 %. Der Werkstückwechsel dauerte 9 Sekunden. Koordinaten blieben erhalten, Kollisionsabstände konnten kleiner dimensioniert werden.

Schnittstellen und Automatisierungsumgebung

Kompatible Aufnahmen sichern Planlauf der Paletten und die Medienübergabe. Kodierte Nullpunkte verhindern Verwechslungen. Die Spannlösung bündelt Ventilanschlüsse, Kühlmittelrückführung und Abfrage der Spannzustände, damit die Zelle Paletten identifiziert und Übergaben an Greifer ohne manuelles Zutun ablaufen.

Quantitative Aspekte und Normen

Präzision und Wiederholgenauigkeit

Moderne Nullpunktaufnahmen erreichen Wiederholgenauigkeiten unter 0,005 mm. Richtwert: Zusätzliche Referenzen erhöhen den Fehleranteil. Bezugsflächen sollten möglichst direkt in der Vorrichtung abgeleitet werden. Temperaturdrift begrenzen symmetrische Bauformen und definierte Wärmewege.

Haltekräfte und Kontaktflächen

Hydraulische Zylinder spannen je nach Bauart zwischen 5 kN und 250 kN. Der wirksame Reibschluss hängt von Materialpaarung und Oberflächen ab. Flächige Kontaktgeometrien verteilen Druck und senken das Risiko lokaler Eindrückungen, insbesondere bei dünnwandigen Teilen und empfindlichen Einzelteilen.

Modularität und Ausbau

Katalogmodule kombinieren Grundplatten, Aufspannwinkel und Anschläge zu skalierbaren Vorrichtungen. Branchenanalysen nennen eine Abdeckung von über 80 % aller Fälle durch Standardteile. Nur komplexe Umgebungen erfordern die Sonderlösung. Das reduziert Lagerhaltung und vereinfacht Reparaturen bei Ausfällen.

• Rüstzeitreduzierung: Nullpunktaufnahmen und definierte Anschläge verkürzen Umrüstvorgänge deutlich.
• Prozesssicherheit: Konstante Spannkraft und dokumentierte Wiederholgenauigkeit senken Ausschussquoten.
• Flexibilität: Baukasten und Paletten decken wechselnde Losgrößen ohne Neuentwurf ab.
• Werkstückschonung: Gleichmäßige Druckverteilung verhindert Verformung an dünnwandigen Zonen.

Führende Hesteller und Marktumfeld

Bekannte Hersteller sind SCHUNK, ROEMHELD, HAINBUCH, GRESSEL, ALLMATIC, FORKARDT, SMW-AUTOBLOK, WITTE, LANG TECHNIK, ZERO-CLAMP, AMF, HOMMEL+KELLER, KITAGAWA, FRESMAK und EROWA. Deren Portfolios reichen von Basiselementen bis zur kundenspezifischen Spanntechniklösung.