Medizintechnik

Flexibles Spannkonzept von EMUGE-FRANKEN für die Herstellung von Rotoren für Röntgengeräten.

Spanntechnik bei der Herstellung von Röntgengeräten

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Ein kurzer Rückblick zum Einstieg: 2020 war es 125 Jahre her, dass Röntgenstrahlen entdeckt wurden. Das geschah eher durch Zufall. Wilhelm Conrad Röntgen ist damals Professor in Würzburg und Inhaber des Lehrstuhls für Experimentalphysik. Zu jenem Zeitpunkt war bekannt, dass eine hohe elektrische Spannung in einem luftleer gepumpten Glaskolben ein schwaches Licht hervorruft. Röntgen experimentiert damit und ihm fällt auf, dass plötzlich auch ein Leuchtschirm und andere Gegenstände zu leuchten beginnen.

Die Entdeckung ist der Startschuss für die Entwicklung von Röntgengeräten. Diese sind in ihrer Funktion hochkomplex, wir bleiben deshalb bei der Erklärung auch an der „Oberfläche“.
Nur so viel: Zu den wesentlichen Bestandteilen eines Röntgengeräts gehören ein Rotor und ein Stator, die für die Drehung einer Anode sorgen. Moderne Röntgengeräte erstellen innerhalb kürzester Zeit hochauflösende Bilder und brauchen dafür im Vergleich zu früheren Modellen nur mehr einen Bruchteil der Strahlendosis.

Die Spanntechnik von EMUGE-FRANKEN hat ein Konzept erarbeitet und erfolgreich umgesetzt, mit dem Rotoren von Röntgengeräten hochgenau für die die Dreh- und Fräsbearbeitung gespannt werden können. Wir beleuchten kurz die Herausforderungen, die entsprechende Lösung und zeigen die Vorteile, von denen unser Kunde profitiert.

Spannkonzept für dünnwandige Werkstücke

Erste Herausforderung: Das Werkstück ist dünnwandig und erfordert deshalb ein besonderes Spannkonzept. Zum einen soll das Werkstück nicht verformt werden, zum anderen soll die Aufspannung aber die notwendigen Haltemomente für die Bearbeitung garantieren. Die Lösung: „Wir verwenden eine Spannbüchse, die die komplette Werkstücklänge abdeckt“, erklärt unser Mitarbeiter Bernd. „Wir ermöglichen damit die verformungsarme und die exakte Fixierung der zu bearbeitenden Rotoren“. Die Spanneinleitung erfolgt über eine maschinenseitige Zug- und Druckstange. Der Spannbolzen wird gezogen und sorgt so für die Aufweitung der Spannbüchse.
„Ein Faktor hinsichtlich der Verformung des Werkstücks war die Betätigungskraft der Maschine des Kunden. Weil diese nur mit einer festen Kraft verfahren kann, haben wir genau definierte Federpakete im Spannkonzept integriert. Diese zügeln die Betätigungskraft der Maschine auf das notwendige Maß!“

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Baukasten-System: flexibel und zügig einsetzbar

Weiterhin möchte der Kunde mehrere Werkstücke mit einem Spannkonzept bearbeiten. Die Werkstücke sind optisch nahezu baugleich, unterscheiden sich aber in den Spanndurchmessern. „Um drei unterschiedliche Werkstücke abzudecken, war klar, dass wir eine Art ‚Baukasten‛ brauchen. Entstanden ist ein Spannkonzept aus drei Spanndornen mit den jeweils passenden Wechselteilen.“ Unser Mitarbeiter weist uns noch auf eine technische Besonderheit hin: „Die Spannbüchsen überzeugen mit einer hochgenauen Innenanlage am Werkstück. Ein eher nicht-alltäglicher Fall und technisch komplizierter als eine Außenanlage!“

Damit die drei Spanndorne flexibel eingesetzt werden können, erfolgt der Anschluss an die Maschinenspindel über einen Schnellwechselflansch. Der Wechsel ist einfach und zügig: „Drei Zylinderschrauben lösen, den Spanndorn verdrehen und abziehen. Der Aufbau des anderen Spanndorns erfolgt ebenso flott in umgekehrter Reihenfolge. Markierungen an Spanndorn und Schnellwechselflansch unterstützen dabei!“ Für die entscheidenden Mikrometer an Genauigkeit sorgen Ausrichtmöglichkeiten am Schnellwechselflansch und Spanndorn.
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Unser Kollege ergänzt: „Mit dem Baukasten-System, zugeschnitten auf die Anforderungen des Kunden, ermöglicht das entwickelte Spannkonzept die hochgenaue Fixierung mehrerer, ähnlicher Werkstücke. Für die Innenbearbeitung dieser Werkstücke können auch drei Spannfutter auf dem Schnellwechselflansch aufgenommen werden.“

Bei der Innenbearbeitung der Rotor-Werkstücke wird Kühlschmierstoff zugeführt: „Der Schnellwechselflansch ist dafür bereits vorbereitet. Die Übergabe in den Bearbeitungsbereich erfolgt über die zentralen Zugelemente und den Anschlag des Spannfutters.“

Um die Werkstückverformung auch bei der Außenanlage bestmöglich zu vermeiden, liegt die Spannbüchse ebenfalls über die nahezu komplette Werkstücklänge an. Der axiale Anzug des Werkstücks gegen den Anschlag sorgt für eine noch stabilere Fixierung. Auch bei den werkstück-berührenden Teilen ist Flexibilität gefordert: „Für die unterschiedlichen Werkstücklängen gibt es jeweils eigene Wechselteile, die mit Hilfswerkzeugen schnell getauscht werden können.“

Die Genauigkeit bleibt dabei keinesfalls auf der Strecke: „Die Wiederholbarkeit des Wechsels liegt hier bei 0,003 mm, also 3 Mikrometer!“

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Flexibles Spannkonzept mit Mehrwert - von EMUGE FRANKEN

Wir fragen nach den Vorteilen die unser Spannkonzept dem Kunden bietet: „Unser Kunde profitiert von hohen Haltemomenten bei dünnwandigen Werkstücken, einem zügigen Wechsel der Spannvorrichtungen und höchste Genauigkeit durch mehrere Ausrichtmöglichkeiten am gesamten Spannsystem. Darüber hinaus kann der Kunde die Spannvorrichtungen dank des hohen Einführspiels automatisch beladen!“

Wenn Sie mehr über unsere Baukasten-Systeme oder über die Spanntechnik allgemein erfahren möchten, stehen unsere Ansprechpartner für Ihre Fragen und Herausforderungen bereit!