Der neue Z-Spanner der Hofstetter Vorrichtungs- und Maschinenbau GmbH, Werthenstein (Luzern), ist auf den ersten Blick ein gewöhnlicher Spannstock. Bei näherer Betrachtung bietet er einige Überraschungen und ausgetüftelte Details, die letztlich in eine durchdachte Spannlösung für die Einzel-, aber auch Serienfertigung münden.
Auffälligstes Merkmal des hydraulisch betätigten Zentrischspanners, den es in zwei Baugrössen gibt, ist das Schnellwechselsystem für die Spannbacken. Auf Knopfdruck können die Backen gelöst und sekundenschnell gewechselt werden. Die Fixierung geschieht über Nippel, die hydraulisch eingezogen werden. Die Positionsgenauigkeit kommt von einer in den Spannkörper eingeschliffenen Kreuznut. Die Gegenstücke dazu sind auf die Backen aufgeschraubt. Bereits an diesem Detail lässt sich das durchdachte Prinzip des Z-Spanners festmachen: Gefragt war nicht nur eine konstruktiv saubere und technisch effektive Lösung, sondern auch die wirtschaftliche Umsetzung.
Interessant ist der Blick ins Innere des Spannsystems. Dort sorgen zwei nahezu mittig in den Spannkörper eingebrachte Hydraulikzylinder für das Verschieben der Backen. Jede Kammer ist durch ein entsperrbares Rückschlagventil abgesichert. Die Synchronisation der Bewegung erfolgt über zwei vorgespannte Zahnräder für jede Backe eines und Zahnstangen.
«Dadurch erreichen wir eine spielfreie Bewegung», sagt Geschäftsinhaber Rudolf Hofstetter. Nicht umsonst gibt er die Wiederholgenauigkeit beim Spannen mit «kleiner 10 µm» an. Laut Hofstetter sorgt diese konstruktive Auslegung übrigens auch für einen nahezu idealen Kraftfluss.
Die hochpräzise synchrone Bewegung der Backen ist die eigentliche Voraussetzung für den Einsatz des Spannmittels im automatisierten Betrieb. «Wir erreichen dadurch bei jedem Werkstück-, aber auch Backenwechsel, dass der definierte Nullpunkt immer beibehalten wird», bemerkt dazu Rudolf Hofstetter.
Damit noch nicht genug der Besonderheiten. Die Hydraulik kann über die CNC der Werkzeugmaschine so fein angesteuert werden, dass sich an jedem Punkt des maximal 70 mm langen Verfahrweges der Backen ein definierter Druck aufbauen lässt. «Wir können je nach Bearbeitungsvorgang also Schrupp- oder Schlichtfräsen den Spanndruck so variieren, dass das Werkstück immer mit dem optimalen Druck gehalten wird», bemerkt dazu
Gabriel Hofstetter, der im väterlichen Betrieb unter anderem für die Konstruktion zuständig ist.
Nicht umsonst sind in den Spannkörper Tieflochbohrungen von insgesamt rund 5 m Länge eingebracht. Ein paar dienen dazu, die Auflageflächen mit Sperrluft zu versorgen. Einerseits, um unerwünschte Späne abzublasen, andererseits, um über Staudruck die richtige Position des Werkstückes abzufragen.
Jenseits der technologischen Fähigkeiten steckt hinter dem Z-Spanner auch eine schlüssige Fertigungsphilosophie. «Unsere Strategie mit diesem Produkt», skizziert Rudolf Hofstetter die Ausgangslage, «geht in Richtung Hersteller und Anwender von horizontalen Bearbeitungszentren, die eigene Produkte oder grosse Serien als Lohnfertiger herstellen.»
In diesem Bereich kommen verstärkt Feinguss-, Schmiede- oder Warmpressteile zum Einsatz, deren Rohmasse nicht immer identisch sind. Zudem werden die Stückzahlen pro Los immer kleiner. «Genau da werden die Nebenkosten zu einem immer wichtigeren Kostenfaktor. Mit unserem Backenschnellwechselsystem bieten wir den Herstellern in diesem Werkstücksegment eine enorm hohe Wertschöpfungssteigerung, um ihre Stückkostenpreise auch bei kleinen Losgrössen noch senken zu können.»
Welchen praktischen Nutzen dieses durchdachte Spanntechnikkonzept hat, zeigt ein Blick auf ein konkretes Kundenteil: Die bisherigen Umrüstzeiten von knapp zwei Stunden konnten auf zehn Minuten reduziert werden.•Wolfgang Pittrich
Hofstetter Vorrichtungs- und Maschinenbau GmbH
6106 Werthenstein, Tel. 041 490 34 34
info@hofstetter-r.ch
Z-Spanner
- Hydraulischer Zentrischspanner über CNC-Maschine steuerbar
- Schnelles und hochgenaues Wechseln der Spannbacken
- Hohe Genauigkeit des Systems <10 µm
- Spannkraft kann während der Bearbeitung auf Schlichtdruck abgesenkt werden
- Klemmkraft bis 30 000 N
- Manuelle und automatisierte Bedienung
- Verfahrwege der Backen von 1 bis 70 mm
- Auflagekontrolle per Staudruckmessung
- Nur zwei Hydraulikleitungen für die Versorgung notwendig
TR-Meinung
Der Z-Spanner von Hofstetter hat das Zeug dazu, sich als Nebenzeitenkiller einen Namen zu machen vor allem in Kombination mit dem Spannkonzept dahinter. Überzeugt hat mich das Schnellwechselsystem der Backen. Es spart Zeit und Material. Denn durch den schnellen Backenwechsel genügt ein Spannblock mit mehreren Z-Spannern, um viele Spannvariationen zu realisieren.
Wolfgang Pittrich, Redaktion Technische Rundschau