Oberfräsen-Spannzangen
 

Die Spannzange ist ein wesentlicher Teil der Oberfräse. Wird sie beschädigt, ist sicheres Arbeiten mit der Fräse nicht mehr möglich. Hier erfahren Sie, wie die Spannzange funktioniert und was Sie beim Wechseln beachten müssen.

 

Kraftübertragung

Oberfräsen arbeiten mit sehr hohen Drehzahlen. Die Spannzange sorgt dabei für die Kraftübertragung vom Elektromotor auf das Fräswerkzeug. Während eine normale Bohrmaschine mit maximal 3000 bis 5000 U/min arbeitet, dreht eine Oberfräse meist mit 20 000 bis 25 000 U/min. Entsprechend hoch sind die Kräfte, die vom Motor auf den Schaftfräser übertragen werden. Die Kraftübertragung erfolgt bei Oberfräsen nicht über ein Getriebe, sondern direkt auf die Motorachse bzw. Spindelsäule. Auf oder in der Spindel werden dann die Fräswerkzeuge befestigt. Es gibt unterschiedliche Konzepte, die Fräser mit der Spindelsäule zu verbinden. Bei stationären Tischfräsen werden schwere Fräsköpfe über die Spindel geschoben und durch ein Gewinde an der Spindel und massive Muttern festgehalten. Bei einigen handgeführten Fräsen, z. B. der Kantenfräse OF 500 von Festool, werden die Fräswerkzeuge auf oder in die Spindelsäule geschraubt. Bei den meisten Handoberfräsen erfolgt die Verbindung zwischen Spindel und Werkzeug über eine Spannzange.

Darstellung der direkten Kraftübertragung

Schematische Darstellung der direkten Kraftübertragung bei Oberfräsen

 

Vorteile

Die Spannzange übernimmt bei der Oberfräse zwei wichtige Funktionen. Wie bereits erwähnt, sorgt sie für die Kraftübertragung vom Motor auf den Schaftfräser. Zudem ermöglicht sie das Wechseln der Fräswerkzeuge durch einfaches Einstecken der Fräser in die Spannzange. Da die gesamte Konstruktion nahezu rund und symmetrisch ist, gibt es keine Unwucht und die Oberfräse läuft ruhig. Da auch die Schaftfräser ausgewuchtet werden, entstehen weniger Vibrationen, die Gefahr des ungewollten Lösens wird vermindert und das Fräsergebnis verbessert.

 

Aufbau und Funktion

Um die Spannzange aufnehmen zu können, besitzt die Spindel eine konische Bohrung (Innenkonus). In diese Bohrung wird die außen konische Spannzange durch Festdrehen der Überwurfmutter eingepresst bzw. beim Lösen der Überwurfmutter aus ihr herausgezogen. Damit die Spannzange beim Schließen den Fräserschaft festklemmen kann, besitzt sie mehrere Schlitze, durch die sich ihr Durchmesser minimal verändern kann. Ohne diese Schlitze würde die Spannzange zwar fest in der Spindel sitzen, der Fräser würde aber nicht festgehalten.
Die Überwurfmutter drückt die Spannzange beim Anziehen in den Konus. Um den Fräser wechseln zu können, muss die Überwurfmutter die Spannzange wieder aus dem Konus herausziehen. Dies ist nur möglich, wenn die Spannzange korrekt in die Überwurfmutter eingeklinkt wird. Eine umlaufende Feder unterhalb des Innengewindes der Überwurfmutter rastet dabei in eine umlaufende Nut an der Spannzange ein. Ohne diese Nut und Feder-Verbindung könnte die Überwurfmutter die Spannzange zwar in die Spindel drücken, jedoch bliebe die Spannzange beim Lösen im Konus stecken.

Spannzangen-Mechanismus

Teile des Spannzangen-Mechanismus

 
Wichtig: Spannzange und Überwurfmutter bilden eine Einheit!
 

Fehler mit fatalen Folgen

Ein typischer Fehler ist, dass die Spannzange allein in die Spindel gesteckt und anschließend die Überwurfmutter aufgesetzt wird. Dann wird der Fräser eingesetzt und die Überwurfmutter angezogen. Dabei wird die Spannzange fest in den Innenkonus der Spindel gepresst. Wird dann zum Wechseln des Fräsers die Mutter gelöst, wird die Spannzange nicht aus der Spindelbohrung herausgezogen, da sie nicht in die Feder der Überwurfmutter eingerastet war. Je nachdem, mit wieviel Kraft die Überwurfmutter angezogen wurde, lässt sich die Spannzange nur mit großem Aufwand wieder lösen.

Festsitzende Spannzange

Not-Operation an der festsitzenden Spannzange

 

Verklemmte Spannzange lösen

  1. Netzstecker ziehen
  2. Fräskorb demontieren (wenn möglich)
  3. Überwurfmutter komplett lösen
  4. Fräser entfernen (wenn möglich)
  5. Versuchen Sie, die Spannzange mit Spitz- oder Kombizange herauszuziehen - wenn erfolglos:
  6. Spannzange kühlen (z. B. mit Eisspray) und 5. Wiederholen - wenn erfolglos:
  7. Hartholz-Klotz von oben am Rand der Spannzange ansetzen und versuchen, durch Schläge die Spannzange zu lösen - wenn erfolglos:
  8. Fachbetrieb aufsuchen.
 

In der Regel ist nach einer solchen »Operation« die Spannzange beschädigt und muss ausgetauscht werden. Manchmal wird auch die Spindelsäule beschädigt, sodass eine teure Reparatur der Oberfräse nötig wird.

 

Mindesteinspanntiefe

Auf Fräsern, die den gängigen Sicherheitsnormen entsprechen, ist die Mindesteinspanntiefe mit einem Symbol in Form eines K gekennzeichnet. Der Fräserschaft muss bis zu diesem Symbol in die Spannzange eingeschoben werden – nicht weiter, aber auch auf keinen Fall kürzer. Wird der Schaftfräser zu weit eingeschoben, stößt sein Ende eventuell am Ende des Konus an. Vibrationen können dann zum ungewollten Lösen des Fräsers führen. Je nach Form des Fräskopfes können dann auch die Hartmetallschneiden an der Spannzange oder Überwurfmutter anstoßen und beschädigt werden. Wenn sich der Fräser zudem am Fräskopf erweitert, besteht die Gefahr, dass sich die Spannzange nicht richtig schließt. Manchmal ist es verführerisch, den Fräser ein paar Millimeter weiter aus der Spanzange herausstehen zu lassen, um z. B. die gewünschte Frästiefe doch noch zu erreichen. Seien Sie sich bitte bewusst, dass dann der Fräserschaft nicht ausreichend von der Spannzange gehalten wird und die Gefahr des ungewollten Lösens enorm hoch ist. Achten Sie für Ihre Sicherheit schon beim Fräserkauf auf die angegebenen Nutzlängen. Einige Fräser werden mit extra langen Schäften angeboten, um auch größere Frästiefen bewältigen zu können.

Mindesteinspanntiefe

Nur bei korrekter Einspanntiefe (links) ist sicherer Halt des Fräsers garantiert

WEITERE BEITRÄGE ZUM THEMA