Spannzangen oder Spannfutter, welche ist die beste?

Spannzangen gegen Backenspannfutter

Spannzangen und Spannfutter sind zwei gängige Arten von Mechanismen, die zum Halten von Spindelwerkzeugen oder Werkstücken verwendet werden. Technisch gesehen ist eine Spannzange eine Art Spannfutter, aber die beiden Begriffe werden normalerweise ausschließlich verwendet. Ein „Spannfutter“ bezieht sich in der Regel auf jede Art von Werkstückhalter, bei dem es sich nicht um eine Spannzange handelt.

Spannzangen und Spannfutter haben unterschiedliche Vorteile und Einsatzmöglichkeiten, aber welche ist besser für Ihre Anwendung geeignet?

Rundlauf

Eine der wichtigsten Überlegungen ist die Reduzierung des Rundlaufs. Rundlauf ist die kumulative Ungenauigkeit eines rotierenden Werkzeugs. Rundlaufen ist jedem System inhärent und kann nicht kompensiert werden, kann aber durch den Einsatz hochgenauer Drehwerkzeuge minimiert werden. Ein geringerer Rundlauf bedeutet gleichmäßigen Verschleiß und eine längere Standzeit sowie eine bessere Oberflächengüte. Ein niedrigerer Rundlauf geht in der Regel mit einer höheren Genauigkeit, einer längeren Standzeit und höheren Drehzahlen einher.

Spannzangen

Eine Spannzange ist ein kragenförmiger Werkzeughalter, der in der Regel aus einem elastischen Material wie Federstahl gefertigt und mit einer Spannmutter festgezogen wird. Diese Mutter hat ein elliptisches Loch, sodass beim Drehen der Spannzange der Innendurchmesser je nach Richtung zunimmt oder abnimmt. Die in der modernen Zerspanung am häufigsten verwendete Spannzange ist eine ER-Spannzange.

Der Hauptvorteil einer Spannzange besteht darin, dass ihre zylindrische Konstruktion im Vergleich zu einer Dreibackenspannzange eine größere Anzahl von Kontaktpunkten bietet. Mehr Kontaktpunkte bedeuten eine höhere Stabilität, weshalb sich Spannzangen besonders zum Greifen von Extrusionen eignen. Mehr Kontaktpunkte haben mehrere zusätzliche Vorteile innerhalb einer CNC-Maschine, wie z. B. geringerer Rundlauf, gleichmäßiger Werkzeugverschleiß und generell eine längere Standzeit. Im Allgemeinen haben Spannzangen im Vergleich zu Backenspannfutter eine geringere Rundlaufweite.

Die Anzahl der Segmentierungen an einer Spannzange kann von Typ zu Typ variieren, was die Vielseitigkeit im Vergleich zu Konstruktionen mit drei Backen erhöht. Mehr Segmente bedeuten mehr Flexibilität und einen größeren Spannbereich, allerdings auf Kosten der Konzentrizität und Stabilität starrer Spannzangen.

Spannzangen eignen sich im Vergleich zu Spannzangen in der Regel auch besser für sehr kleine Werkzeuge als Spannzangen. Bei der Auswahl einer Spannzange mit dem richtigen Spannbereich ist zu beachten, dass alle Spannzangen auf dem ausgewählten Werkzeug zusammenfallen — sie sind nicht so konstruiert, dass sie sich ausdehnen. Wenn auf der Spannzange selbst eine Größe angegeben ist, handelt es sich in der Regel um den maximalen Werkzeugdurchmesser, der aufgenommen werden kann.

Der Nachteil von Spannzangen besteht darin, dass sie aufgrund des kleineren Spannbereichs oft weniger für den allgemeinen Gebrauch geeignet sind — mehrere Spannzangen sind erforderlich, um die gleiche Spannweite wie bei einem Standardbackenfutter zu erreichen. Spannzangen eignen sich am besten für sich wiederholende Arbeiten, bei denen die Spannanforderungen nicht wesentlich variieren.

Spannfutter

Im Vergleich zu Spannzangen stellen Spannfutter in Backenform eine ältere, aber dennoch zuverlässige Methode der Werkzeughalterung dar, bei der mehrere (in der Regel drei) mechanische Backen zum Halten eines Werkstücks verwendet werden.

Spannbacken bieten einen größeren Spannbereich. Spannzangen haben eine solide Konstruktion und sind in der Regel aus Federstahl gefertigt, haben jedoch einen sehr begrenzten Spannbereich (in der Regel nicht mehr als 1 mm pro Spannzange). Die Backen hingegen werden durch einen Mechanismus mit einem wesentlich größeren Spannbereich geöffnet und geschlossen. Sie sind für eine Vielzahl von Werkzeuggrößen vorgesehen, ohne dass zusätzliche Vorrichtungen wie Spannzangen in anderen Größen erforderlich sind.

Durch diesen vielseitigeren Mechanismus eignen sich die Spannfutter auch für größere Abmessungen. Sie sind möglicherweise die bevorzugte Option, wenn ein breites Spektrum an Bohrgrößen verwendet wird.

Backenfutter haben im Allgemeinen im Vergleich zu Bohrfutter eine längere innere Grifflänge, was bei gleichzeitig verbesserter Greiffähigkeit für mehr Kontakt sorgt. Eine höhere Grifffestigkeit dämpft Vibrationen und reduziert das Rattern, sodass das Spannfutter mit höheren Geschwindigkeiten betrieben werden kann.

Spannfutter ermöglichen auch den Einsatz von weichen und harten Spannbacken. Spannzangen sind dagegen in ihrer Körperlichkeit relativ einschränkend. Harte Spannbacken werden in der Regel aus gehärtetem Stahl hergestellt und sind nicht für Modifikationen vorgesehen. Weiche Spannbacken werden jedoch in der Regel aus bearbeitbarem Stahl gefertigt und sind so konstruiert, dass sie an die Form einer kundenspezifischen Anwendung angepasst werden können. Spannfutter in Backenbauweise haben den Vorteil, dass sie aufgrund ihrer einfacheren Konstruktion mehr Freiheit bei der Modifikation bieten. Backenfutter sind auch in verschiedenen vorgefertigten Varianten erhältlich. Dazu gehören auch Backen, die für bestimmte Verjüngungen und Verriegelungsmethoden ausgelegt sind.

Das Video unten von Stuart de Haro zeigt eine typische ER-Spannzange mit der passenden Mutter und den passenden Haltern:

Falls Sie sich jemals gefragt haben, wofür das „ER“ in ER Collet steht — es kommt vom Namen der Stadt, in der das Unternehmen, das dieses Design entworfen hat, seinen Ursprung hat — Reigoldswil, Schweiz. Das Unternehmen hieß Rego-Fix und wurde von Fritz Weber gegründet. Er bemerkte, dass eine normale E-Spannzange den Mechaniker beim Herausnehmen aus der Fräse vor Herausforderungen stellte, und führte einfach eine Nut ein, um das Herausnehmen zu erleichtern.