Der Kautschukverarbeiter Fritz Wohlenberg aus Hannover sollte regelmäßig mit einer sehr kurzen Vorlaufzeit Gummidichtungen in Kleinserie liefern. Der Auftrag war zwar lukrativ, aber der Zeitplan aufgrund der Rüstzeiten sehr eng. Der Ausbau des vorhandenen Werkzeugs und der Einbau der neuen Form hätte mit den vorhandenen Spannschrauben rund dreißig Minuten in Anspruch genommen. Etwa die gleiche Zeit hätte es anschließend gedauert, die Form auf die benötigte Temperatur aufzuheizen. Dem Betriebsleiter Martin Mehlau wurde schnell klar, dass sein Unternehmen als Auftragsfertiger für individuelle Kundenlösungen langfristig nur dann eine Chance im Wettbewerb haben würde, wenn er die langen Rüstzeiten verkürzen könnte. Nach gründlichen Marktrecherchen entschied sich Mehlau für Magnetspannplatten der M-TECS-Serie von Hilma-Römheld, mit denen sich die Rüstzeit für das Spannen und Lösen einer Form auf fünf Minuten reduzierten. Dank der neuen Spanntechnik spart das Unternehmen nun nicht nur mehrere Stunden Rüstzeit am Tag, das Spannsystem versetzt es überhaupt erst in die Lage, bestimmte Aufträge mit engen Fristen zu erfüllen.

Mit der Magnetspanntechnik sind schnelle Werkzeugwechsel selbst bei Temperaturen von bis zu 240°C auch mit schweren Formen innerhalb weniger Minuten möglich. Zusammen mit einem speziell auf die jeweilige Maschine abgestimmten Schnellwechselsystem aus Wechselstation, Rollenleisten, Kupplungstechnik, Vorwärmstation und Werkzeugwechselwagen können auch mehrere Tonnen schwerer Werkzeuge in rund einer halben Stunde kraftsparend ausgetauscht und fixiert werden.

Universell für alle Formen einsetzbar

Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass sich mit der Magnetspanntechnik sämtliche, auch nicht genormte Werkzeuggrößen und -formen problemlos und schnell positionieren und fixieren lassen. Kostenaufwendige Standardisierung der Werkzeuggrößen und Spannrandhöhen sind überflüssig. Daher erhöht diese Spanntechnik besonders dort die Produktivität von Maschinen, wo Hersteller mit sinkenden Losgrößen, zunehmender Teilevielfalt und kürzer werdenden Lieferzeiten konfrontiert sind oder – wie im Fall des Kautschukverarbeiters – Kleinserien mit unterschiedlichen Produktvarianten in kurzer Zeit produzieren und liefern müssen.

Bei Norma aus Maintal bei Frankfurt verringert der Einsatz von Magnetspannplatten die Maschinenstillstände in der Spritzerei um rund 15 Prozent. Das Unternehmen fertigt mit 670 unterschiedlichen Stammwerkzeugen bis zu 1700 verschiedene Kunststoffartikel. Auf dreißig Spritzgießmaschinen werden wöchentlich rund 3,5 Millionen Bauteile überwiegend aus glasfaserverstärktem Polyamid gefertigt. Dabei fallen täglich 15 Werkzeugwechsel an. Neben der Zeitersparnis ist ein wichtiger Vorteil der Magnetspanntechnik laut Fertigungsleiter Mathias Schäfer auch die Entlastung der Mitarbeiter beim Spannen der Werkzeuge, deren Gewichte bis zu 2,5 Tonnen betragen.

Qualitätsverbesserung in der Fertigung

Ein zusätzliches Plus der Spannlösungen ist die Qualitätsverbesserung in der Fertigung. Die Presskräfte werden gleichmäßig auf die Form übertragen. Sehr homogene Gummi- und Kunststoffprodukte sind die Folge. Der Ausschuss in der Produktion kann auf diese Weise deutlich gesenkt werden.

Auch der Verschleiß der Werkzeuge ist durch die gleichmäßige Kraftverteilung und Präzision des Spannvorgangs sehr gering. Anwender heben zudem das verzugsarme und äußerst präzise Spannen hervor, das zu einem geringen Werkzeugverschleiß und einer hohen Prozesssicherheit beiträgt.
Durch den Einsatz der Schnellspanntechnik erhöht sich zudem die Arbeitssicherheit. Der Wegfall des manuellen Spannens und Lösens der Formen verringert die Gefahr von Verletzungen. Außerdem muss an unzugänglichen Stellen nicht mehr Hand angelegt werden.
Die Magnetspanntechnik macht sich das Prinzip des Elektropermanentmagneten zu Nutze. Spannkräfte von 3000kN und mehr können auf diese Weise erzeugt werden, unabhängig davon, ob horizontal oder vertikal gespannt wird. Elektrische Energie magnetisiert etwa zwei Sekunden lang das System. Während der Produktion sorgen stromunabhängige Permanentmagnete für den nötigen Halt der Werkzeuge. Erst zum Lösen der Werkzeuge wird erneut Strom zugeführt. So ist das System auch bei Stromausfall sicher, was ein TÜV-Gutachten aus dem Jahr 2006 bescheinigt.

Magnetspanntechnik in drei Varianten

Hilma bietet Magnetspannsysteme entsprechend den unterschiedlichen Anforderungen in drei Ausführungen. Für hohe Verarbeitungstemperaturen bis maximal 240°C zum Einsatz in der Gummi- und Duroplast-Verarbeitung, dem Druckguss, der Produktion von O-Ringen und Gummiformteilen sind die magnetischen Spannelemente M-TECS 210 geeignet. Die M-TECS 130 ist ein Magnetspannsystem für die Thermoplast-Verarbeitung in der Großteilefertigung, auf Mustermaschinen und für Kleinserien, ausgelegt für Temperaturen bis 130°C. Sie ist optional mit einer integrierten Heizung erhältlich und wird in den kundenspezifischen Größen geliefert.

Alternativ hierzu gibt es die Produktlinie „Clamp & Go“, die besonders für Umsteiger auf die Magnetspanntechnik interessant ist. Diese Spannsysteme bestehen aus einer Reihe von kostengünstigen standardisierten Magnetspannsystemen, mit denen gängige Spritzgießmaschinen ohne Komplikationen nachgerüstet werden können. Die installationsfertigen Clamp-&-Go-Spannelemente sind ebenfalls für Temperaturen bis 130 °C geeignet.

Erhöhte Marktchancen
Statt Stunden nur Minuten

Der Zwang zur stetigen Produktivitätssteigerung und der Trend zu einer noch größeren Teilevielfalt wird die Nachfrage nach Positioniertechnik und Schnellwechselsystemen für Werkzeuge und Werkstücke in Zukunft stark ansteigen lassen. Denn Hochlohnländer wie Deutschland werden auch in Zukunft gezwungen sein, dem wachsenden Wettbewerbsdruck mit der Optimierung der Fertigungsprozesse zu begegnen. Der effektive Einsatz der richtigen Spannmittel ist ein probates Mittel, Produktivitätssteigerungen zu realisieren.

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F. Stephan Auch, freiberuflicher Journalist, Nürnberg