Strom ist nur zum Spannen nötig

Durch die Abkopplung des Verstellmotors während des Zerspanprozesses ist der neue Elektro-Vollspanner mit Stillstandsspannung noch energieeffizienter Bild: Hainbuch

Die neuen Elektro-Spannelemente sind für den Einsatz an hydraulikfreien Maschinen oder Arbeitsplätzen gedacht Bild: Römheld

Der neue Elektro-Hohlspanner soll in weniger als 1 s spannen und eine hohe Axialkraft erreichen Bilder: Forkardt

Die zweite Generation der intelligenten Spannbacke iJaw wird auf der EMO vorgestellt. Sie überträgt die Messwerte drahtlos. Dadurch lässt sich die Spannkraft während der Bearbeitung messen und regeln

Mit einer ganzen Reihe neuer Produkte ergänzen die Hersteller elektrisch betätigter Spannmittel ihr Portfolio. Im Vergleich zu hydraulischen Spannelementen verbrauchen sie deutlich weniger Energie. Zudem bieten E-Spanner die Möglichkeit, Spannkräfte im Prozess zu messen und anzupassen.

Elektrisch betätigte Spannelemente bieten nicht nur neue Möglichkeiten, wenn es darum geht, Spannkräfte während der Bearbeitung zu ermitteln und sie im optimalen Bereich zu halten. Sie sind auch wesentliche Bausteine auf dem Weg zur hydraulikfreien Werkzeugmaschine – und damit zu mehr Energie- und Ressourceneffizienz.

Auf der EMO präsentiert eine Reihe von Anbietern ihre Weiterentwicklungen in diesem Bereich. So hat die Marbacher Hainbuch GmbH (Halle 3, Stand K17) ihr Portfolio an Elektro-Spannern um weitere Baugrößen ergänzt. Die bisherigen Ausführungen – ein Hohlspanner mit 55 mm Durchmesser und ein Vollspanner mit 8 mm Durchmesser – wurden um die Baugrößen mit einem Durchlass von 46 und 67 mm erweitert. Zudem integrierten die Schwaben eine Spannkraftmesssensorik. Federpakete nehmen dabei die vom Verstellmotor über das Überlagerungsgetriebe eingeleitete Spannkraft in Zug- oder Druckrichtung auf und führen die resultierende Federwegänderung über ein zweites Wegmesssystem in die Steuerung.

Im Zuge dieser Weiterentwicklung haben die Marbacher den Aufbau des Elektro-Spanners in zwei Module differenziert – Spanneinheit und Betätigungseinheit. Dies ermöglicht dem Anwender künftig, je nach Einsatzzweck zwischen zwei Ausführungen der Betätigungseinheit zu wählen, der bisher bekannten mit Spannkraftregelung und einer neuen mit Stillstandsspannung. Die Spanneinheit ist bei beiden Ausführungen die gleiche.

Der „Elektro-Spanner mit Stillstandsspannung" verbraucht jedoch nur während des reinen Spann- oder Verstellprozesses elektrische Energie. Sobald die Spannkraft erreicht ist, wird der Verstellmotor abgekoppelt und der Spanner mit der definierten Spannkraft kraft- und formschlüssig verriegelt. Somit bleibt während des gesamten Zerspanungsprozesses die eingeleitete Spannkraft erhalten. Verbraucht die Ausführung mit „ Spannkraftregelung" bereits 90 % weniger Energie als ein herkömmlicher hydraulischer Spannzylinder, so ist der „ Stillstandsspanner" laut Hainbuch um einen weiteren beträchtlichen Faktor energieeffizienter.

Auch die Erkrather Forkardt GmbH (Halle 4, Stand D52) präsentiert zur EMO einen neuen Elektro-Hohlspannzyliner. Er wird mechanisch verriegelt, die Spannkraft über Federpakete gespeichert. So ist eine Energiezufuhr nur währen des Spann- oder Lösevorgangs notwendig. Während der Bearbeitung muss keine Energie zugeführt werden. Außerdem hebt der Hersteller die gegenüber bestehenden Lösungen höhere Sicherheit hervor. Statt ausgelagerter Aggregate – etwa Servomotoren oder Überlagerungsgetriebe – sind alle notwendigen Komponenten im E-Zylinder untergebracht. Dadurch baut der elektrische Hohlspanner aus Erkrath sehr kompakt und ist mechanisch anschlusskompatibel. Mit Spannzeiten unter 1 s und einer hohen Axialkraft erfüllt er laut Forkardt die Vorgaben für jetzige und zukünftige Spannmittel. Das werde vor allem dann zum messbaren Vorteil, wenn man die Energiekosten einer Werkzeugmaschine über den gesamten Lebenszyklus berücksichtigt.

Die „intelligente Spannbacke iJaw" präsentierten die Erkrather erstmals im letzten Herbst auf der Stuttgarter Messe AMB. Mit ihr lässt sich die auf das Werkstück übertragene Spannkraft direkt und an der Spannstelle des Werkstückes messen. Zur EMO folgt nun die zweite Generation von iJaw mit einer drahtlosen Übertragung der Messwerte. Mit ihr soll es künftig möglich sein, die Spannkraft während der Bearbeitung direkt zu messen und entsprechend zu beeinflussen oder zu regeln. Ein Aspekt, der nicht nur beim Drehen von enormer Bedeutung ist. Speziell beim Einsatz an Schleifmaschinen, beim sensiblen Spannen dünnwandiger Bauteile, bekommt man durch den Einsatz des Elektro-Hohlspanners in Kombination mit der neuen iJaw-Spannbacke eine direkte Rückmeldung vom Werkstück, wie stark es gespannt ist. Entsprechend dieser Information können eventuell notwenige Korrekturen auch während der Bearbeitung durchgeführt werden. Diese schnelle und unkomplizierte Überprüfung lässt sich zudem als Prozessbegleitende Dokumentation verwenden.

Ohne Öl kommen auch die neuen Elektro-Spannelemente der Laubacher Römheld GmbH (Halle 4, Stand E42) aus. Die Produktreihe besteht aus Keilspannern, Schwenkspannern, Nullpunktspannsystemen, Maschinenschraubstöcken, Blockzylindern und Abstützelementen. Alle Systeme basieren auf gemeinsamen Grundmodulen und sind mit moderner Getriebemotorentechnologie ausgestattet. Sie verfügen über die gleichen Ausstattungsmerkmale wie ihre hydraulischen Geschwister – beispielsweise Positionskontrolle und Abfragemöglichkeiten für Spannkraft und Werkstückerkennung – und sind ebenso einfach in vorhandene Maschinen und Steuerungen integrierbar. Darüber hinaus sind sie besonders leise und ohne Energiezufuhr eigensicher, so dass sie die Haltekraft auch nach einer Trennung vom Stromnetz unvermindert aufrechterhalten. Sie sind für den Einsatz an hydraulikfreien Maschinen und Arbeitsplätzen sowie unter Reinraumbedingungen gedacht. hw