Fachartikel

Leichtbau-Lösung für dünnwandigen Druckguss
VON MIKA STRANDTHALER, DARMSTADT

Wenn bei der Herstellung moderner Automotive-Getriebe rotationssymmetrische Druckguss-Bauteile mit geringen Wandstärken spanend zu bearbeiten sind, ist eine hohe Rundlaufgenauigkeit bei minimaler Verformung und optimaler Späneabfuhr gefragt. Die Ringspann GmbH hat hierfür ein spanntechnisches Trio entwickelt, speziell für die Außen- und Innenzerspanung sowie das Auswuchten und die Rissprüfung sensibler Getriebetöpfe aus Aluminium.

Bild: Spannzeug zum Innendrehen sensibler Werkstücke. Foto: Ringspann

Auch Spannsysteme können die Karriereleiter hinaufklettern. Ein überaus anschauliches Beispiel dafür sind jene drei Präzisions-Spannzeuge, die das Unternehmen Ringspann in jüngster Vergangenheit für die Herstellung von Leichtbau-Komponenten moderner Pkw- Automatikgetriebe der 8HP-Generation realisierte. Innerhalb von nur wenigen Monaten entwickelte sich dieses innovative Dreigespann für die Außen- und Innenzerspanung sowie das Auswuchten und die Rissprüfung druckgegossener Getriebetöpfe aus Aluminium zu einer festen Größe in einer Vielzahl von Fertigungslinien der automobilen Großserien- Produktion weltweit.

In ihrer Konstruktion und Funktionalität sind diese Spannzeuge optimal abgestimmt auf die hohen Qualitäts- und Effizienzvorgaben im Automotive-Getriebebau. Das bedeutet vor allem:

  • sie gewährleisten die ebenso verzugsarme wie schonende Aufnahme der dünnwandigen Aluminium-Bauteile,
  • erfüllen die hohen Anforderungen an die Präzision und an die Rundlaufgenauigkeit in allen Prozessstufen der Bearbeitung,
  • unterstützen die zuverlässige Späneabfuhr während des inneren und äußeren Abdrehens der Werkstücke.


Darüber hinaus punkten alle drei Spannzeuge mit einem prinzipiell einfachen Aufbau und einem niedrigen Eigengewicht. Für Volker Schlautmann , Leiter des Kundenteams Spannzeuge / Welle- Nabe-Verbindungen, ergeben sich daraus zwei weitere Vorteile:

  • Der Anwender kann die Wartung und Pflege nach einer kurzen Schulung rasch selbst übernehmen.
  • Die Spannzeuge lassen sich dank ihrer Leichtbauweise ohne Weiteres auch auf kleineren Bearbeitungsmaschinen mit geringeren Spindeltraglasten einsetzen.

 
Ein kompletter Spanndorn für die Innenspannung, der für ein Werkstück mit der Länge von 235 mm ausgelegt ist und an seinen beiden Enden über Spanndurchmesser von 170 mm sowie 187 mm verfügt, wiegt beispielsweise nur etwa 35 kg. Das Pendant für die Außenspannung bringt gerade einmal 44 kg auf die Waage. Auf diese Weise leistet das Ringspann-Trio sowohl einen direkten Beitrag zur Reduzierung der Gesamtinvestitionskosten für eine Fertigungsstraße als auch zur Senkung der Stückkosten.

Funktionsbedingt weisen die drei Spannzeug- Ausführungen einige grundsätzliche Unterschiede auf. Bei den beiden Spannzeugen für die spangebende Bearbeitung der dünnwandigen Rohlinge aus dem Aluminium-Druckguss handelt es sich einerseits um einen pneumatisch- mechanisch betätigten Zweifach- Membranspanndorn, der für das Außendrehen zum Einsatz kommt, sowie andererseits um eine pneumatisch-mechanisch bediente Flachfutter-Spannfutter- Kombination, die für das Innendrehen verwendet wird. Das Spannzeug für die beiden nach der Bearbeitung folgenden Prozessschritte Auswuchten und Rissprüfung ist hingegen ein mechanisch betätigter Zweifach-Kegelspanndorn. Gemeinsam ist allen drei Systemen, dass sie das zylindrische Werkstück sowohl am oberen als auch am unteren Rand spannen. Der Kraftschluss erfolgt dabei mit zwei unabhängig voneinander wirkenden, kreisförmig angeordneten Spannelementen.

Wer ganz genau hinschaut, kann erkennen, dass sich die Spannelemente der beiden Zerspanungs-Spannzeuge bei der Beaufschlagung mit einer Betätigungskraft verformen bzw. kippen, also ohne dabei auf Konen zu gleiten. Ihre Wirkweise folgt dem Kniehebel-Prinzip. So ist der Verschleiß durch Reibung minimiert und die Reproduzierbarkeit der spanntechnischen Präzision über lange Zeit gewährleistet. In letzter Konsequenz handelt es sich bei den verwendeten Flachkörpern und Membran-Spannkörpern um innovative Weiterentwicklungen der Ringspann- Spannscheibe, deren Erfindung zum ingenieurtechnischen Erbe des Firmengründers Albrecht Maurer gehört.

Für das Auswuchten und die Rissprüfung kommen hingegen für derartige Anwendungen bewährte Kegelhülsen zum Einsatz, also Spannelemente, deren Wirkung auf dem Gleiten der Konen beruht. Das ist naheliegend, da weder beim Wuchten noch bei der Rissprüfung große Spannkräfte erforderlich sind. Die Frage nach dem Verschleiß hat an dieser Stelle daher keine allzu hohe Relevanz. Unter spezieller Berücksichtigung der Werkstück-Eigenschaften und der vorgegebenen Bearbeitungsverfahren wurden im Fall der druckgegossenen Getriebetöpfe also entweder Spannelemente aus dem über die Jahrzehnte gewachsenen Standard-Sortiment herangezogen oder diese, ausgehend von den verschiedenen Funktionsprinzipien, kundenspezifisch weiterentwickelt. Beide Vorgehensweisen zählen zu den Kernkompetenzen des Unternehmens.

www.ringspann.de

Mika Strandthaler, Freier Journalist, Darmstadt


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pdf-Datei aus "GIESSEREI" Heft 10/2020 Seiten 64-67
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