High-Speed mit Sicherheit

Sicherheitstechnik

Klemmvorrichtung - Beim Hochgeschwindigkeitsfräsen werden hohe Kräfte freigesetzt. Pneumatische Federwegklemmen gewährleisten im Not-Aus-Fall, dass die Spindel schnell und sicher gehalten wird.

09. April 2010

Ein wichtiges Element der Sicherheitstechnik im Werkzeugmaschinenbau betrifft die sichere Fixierung von Werkstücken und Werkzeugen. So schützen entsprechende Einrichtungen nicht allein den Bediener vor möglichen Verletzungen, sondern auch die Maschine vor Schäden und kostenträchtigen Stillstandszeiten. Nicht zuletzt gewährleistet eine sichere Positionierung von Werkstück und Werkzeug eine optimale Bearbeitungsqualität. In besonderem Maße gilt dies für den Betrieb von Hochgeschwindigkeitsfräs- und Laserschneidmaschinen, wie sie der Göttinger Maschinenbauer Wissner entwickelt. Die Maschinen des mittelständischen Familienunternehmens sind spezialisiert auf die Bearbeitung sehr kleiner Werkstücke und kommen deshalb beispielsweise im Modellbau und in der Dentaltechnik zum Einsatz.

Die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung stellt hohe Ansprüche an die verwendeten Komponenten, schließlich müssen die Fräswerkzeuge und die Spindel hier sehr hohen Beschleunigungen und Kräften standhalten. So erreichen die modular aufgebauten CNC-Fräsmaschinen der Baureihe Gamma im Betrieb Drehzahlen bis 250.000 Umdrehungen pro Minute sowie Beschleunigungen bis zu 2 g.

Automatischer Halt

Für einen sicheren Einsatz der Maschinen auch in Not-Aus-Situationen oder bei Ausfall der Druckluft dienen rotatorische Positionsklemmungen der Baureihe RotoClamp Inside der Hema Maschinen- und Apparateschutz GmbH in Seligenstadt. Die ausfallsicheren pneumatisch betriebenen Federwegklemmen gewährleisten im Not-Aus-Fall, dass die Spindel schnell und sicher gestoppt und gehalten wird. Zudem wird die RotoClamp auch bei der Positionsfixierung der Z-Achse genutzt.

Die Klemmsysteme klemmen auf der Innenseite des Rings durch pneumatisch unterdrückte Federkraft. Die Klemmvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einer Kammer, die von zwei Membranen aus Federstahl abgeschlossen wird. Wird sie mit Druckluft beaufschlagt, werden die Federbleche elastisch verformt und in Längsrichtung verkürzt. Dabei verjüngt sich die Klemmvorrichtung im Bereich der Federbleche und verbreitert sich zugleich im unteren Bereich, wo sich auch die Bremsbacken befinden. Zwischen Welle und Bremsbacken entsteht dabei ein Spalt, wodurch sich die Klemmvorrichtung frei bewegen lässt. Fällt die Druckluft aus oder wird ein Not-Aus ausgelöst, entfällt der pneumatische Gegendruck, und die Federn klemmen sofort mit großer Kraft.

Entscheidend für den Einsatz dieses Klemmsystems für die Not-Aus-Funktion war, dass es zuverlässig funktioniert, schließlich ist es sicherheitsrelevant, erinnert sich Wissner-Betriebsleiter Uwe Rittgerodt und begründet: »Da wir Hema-Produkte schon durch den Einsatz der Linearklemmung LinClamp kannten, ließen wir uns gern von der RotoClamp überzeugen.«

Vielfach einsetzbar

Das Positionsklemmsystem RotoClamp eignet sich für den Einsatz auf rotierenden Führungen oder Antrieben, wie sie beispielsweise auf Achsen, Tischen und Schwenkköpfen von Maschinen nötig sind. Die Baureihe umfasst zahlreiche Varianten mit unterschiedlichen Wirkrichtungen (innenklemmend oder außenklemmend) und ist grundsätzlich in zwei Versionen – Klemmung durch Beaufschlagung mit Luft oder automatische Klemmung – lieferbar. Darüber hinaus sind beide Bauversionen in Single- oder Tandemausführung erhältlich.

Alle Modelle werden standardmäßig in Versionen für einen Betriebsdruck von 4 oder 6 bar gefertigt, optional auch für einen Druck von 10 bar. Trotz dieses relativ niedrigen Betriebsdrucks im Vergleich zu hydraulischen Systemen bieten die mit Druckluft beaufschlagten Klemmsysteme wesentlich höhere Klemmwerte und verursachen zudem insgesamt niedrigere Betriebskosten.

Mittlerweile verwenden die Maschinenbauer aus Niedersachsen die Klemmsysteme in der Serie Gamma schon seit drei Jahren, und Uwe Rittgerodt ist sich sicher: »Ich muss sagen, wir sind rundum zufrieden.« bt

Erschienen in Ausgabe: 02/2010