Drei-Backen-Zentrischspannfutter

Starkes Drei-Backen-Futter

Bei der Herstellung von Verdrängungspumpen für hohen Druck ist höchste Fertigungspräzision gefordert. Gleichzeitig sollen die Dreh- und Fräsoperationen flexibel sein – für verschiedene Bauteile unterschiedlicher Produktvarianten. Mit entsprechenden Spannlösungen in einem Dreh-Fräs-Bearbeitungszentrum ist das möglich.

Maag Pump Systems hat die Fertigung der Pumpenbauteile von dem mehr als 20 Jahre alten Bearbeitungszentrum auf eine neue Maschine verlagert. Seit einem Jahr ist dies ein Dreh-Fräs-Bearbeitungszentrum DMC 80 FD Duoblock von DMG Mori Seiki, das mit Drei-Backen-Zentrischspannfuttern Duro-T-500 vom Spezialisten Röhm bestückt ist. Ausschlaggebend für die Entscheidung war die kompakte Bauweise der Maschine und die Kombination mit der Spannfutterlösung. Mit nur zwei schnell realisierbaren Aufspannungen lassen sich die bis zu 550 Kilogramm schweren Rohteile zu präzisen Gleitlagern, Flanschen und Spiraldichtungen für leistungsstarke Pumpen bearbeiten. Die Bearbeitungszeit bei den Dreh-, Fräs- und Bohroperationen sei um mehr als 30 Prozent gesunken, gibt der Pumpenhersteller an, und der Transportaufwand zwischen mehreren Maschinen sei komplett entfallen.

Fördermedium ist gleichzeitig Schmiermittel

Zahnradpumpen von Maag Pump Systems optimieren den Extrusionsprozess von Thermoplasten, indem sie für einen konstanten Materialfluss sorgen, den benötigten Werkzeugdruck aufbringen und den Extruder damit vom Druckaufbau entlasten. So erhöhen die Pumpen den Druck vom Einlauf zum Auslauf beispielweise von 100 auf 300 bar. Sie werden sowohl als Förderpumpen eingesetzt als auch direkt an der Spritzgussmaschine. Dies steigert die Leistung der Produktionsanlage, verbessert dank reduzierter Schmelztemperaturen die Qualität des Endprodukts und erhöht die Lebensdauer des Extruders. Zusätzlich werden Pulsationen und Druckspitzen des Extruders durch die Dämpfungswirkung der Zahnradpumpe geglättet oder sogar eliminiert. Der Clou der Pumpen liegt in der Schmierung der Gleitlager für die Wellen mit den Zahnrädern: Weil die Gefahr der Verunreinigung des Fördermediums groß ist, dürfen keine Öle oder Fette als Schmiermittel verwendet werden. Maag Pump Systems hat eine Lösung entwickelt, bei der die Lager durch die Fördermedien selbst, also durch die Thermoplasten, geschmiert werden. Eine hochkomplex berechnete und gestaltete Spiralschmiernute verteilt den Kunststoff im Lager und sorgt so für die Schmierung. Der Geometrie und Dimensionierung und somit der Herstellung der Nut kommt dabei eine überragende Bedeutung zu - ist sie zu groß, wird zu viel Schmierstoff gefördert, es entsteht ein "toter Kreislauf", und der Wirkungsgrad der Pumpe verschlechtert sich. Ist sie zu klein, wird zu wenig Schmierstoff ans Lager transportiert und es besteht die Gefahr, dass die Welle festläuft.

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Also liegt das Augenmerk auf der hochpräzisen Fertigung. Gleitlager, Flansche und Spiraldichtungen für diese Pumpen stellt Maag nun auf der DMC 80 FD her. Der Tisch ermöglicht eine Beladung mit 1.200 Kilogramm schweren Werkstücken. Mit der horizontalen Werkstückaufspannung lassen sie sich gut handhaben. Die Komplettbearbeitung durch Fräsen, Drehen und Bohren geschieht in nur zwei Aufspannungen – der leistungsstarke Werkzeugwechsler mit 120 Werkzeugen macht das möglich. Die Werkzeuge werden dabei mit dem maschineneigenen Lasersystem genau eingemessen. Die Wechselpalette sorgt in nur 14 Sekunden dafür, dass ein neues Werkstück, das hauptzeitparallel vorgerüstet wird, schnell eingewechselt werden kann. Zum Spannen der schweren Rohteile aus verschiedenen Materialien kommen Drei-Backen-Keilstangenfutter Duro-T 500 mit zentrischer Spannung von Röhm zum Einsatz. Die Futter mit 500 Millimeter Durchmesser sind auf große Spannkräfte ausgelegt und bringen bei 220 bis 250 Newtonmeter Anziehmoment mit den Aufsatzbacken eine Gesamtspannkraft von bis zu 220 Kilonewton auf das Werkstück.

Spritzwasserkante lenkt Kühl- und Schmierstoffe optimal

Das statisch ausgewuchtete Handspannfutter ist auch im Design überarbeitet worden. Beispielsweise haben die Konstrukteure eine Spritzwasserkante entwickelt, die das Kühl- und Schmiermedium optimal lenkt. Das Futter arbeitet mit hoher Backenwechsel-Wiederholgenauigkeit. Die Rund- und Planlaufgenauigkeit ist doppelt so gut wie nach DIN-Genauigkeitsklasse 1 vorgeschrieben. Der steife Futterkörper ist oberflächengehärtet und verspricht mit den funktionsoptimierten Verschleißteilen, etwa dem Sicherheits-Sperrschieber, eine lange Lebensdauer bei hoher Präzision. Nicht zuletzt: Für den Anwender ist auch die schnelle und einfache Bedienung wichtig. pb

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