Vor langer Zeit gab es bei der Befestigung von Schleifwerkzeugen einen Standard: die 3-Schrauben-Halterung. Vorteil eines Standards ist, dass diese Werkzeuge in hoher Stückzahl hergestellt werden, es viele Anbieter gibt und die Werkzeuge preiswert am Markt zu haben sind.
Fraglos ist die 3-Schrauben-Halterung keine gute Lösung wenn es bei einem Werkzeugwechsel schnell gehen soll. Deswegen haben Firmen wie z.B. MKS, HTC, Husqvarna, Lavina, Schwamborn, Blastrac-Diamag etc. für ihre Maschinen Schnellwechselsysteme entwickelt. Es sind zwar nur simple Halterungen, aber sie können untereinander nicht ausgetauscht da jede Halterung anders ist. Praktischer Nebeneffekt für die Unternehmen: ganz ähnlich wie bei Tintenstrahldruckern ist der Kunde mehr oder weniger gezwungen seine Verbrauchsmaterialien beim Hersteller der Maschine zu erwerben.
Klar dürfen auch andere Werkzeughersteller Verbrauchsmaterialien mit passenden Halterungen anbieten. Aber in der Praxis genügt eine kleine Rechnung um zu veranschaulichen, vor welchem Problem alternative Werkzeughersteller stehen:
Schleifschuhe werden in sechs verschiedenen Körnungen angeboten, Korn 6, 16, 30, 50, 100, 200. In jeder Körnung gibt es sieben verschiedene Bindungshärten, mittel, weich, hart, weicher, härter, super weich, super hart. Ein üblicher Maschinensatz besteht aus 9 Schleifschuhen. Will man also den ersten Kunden sofort bedienen können, muss man 6*7*9=378 Schleifschuhe bevorraten oder Ware für 12.000 € auf Lager legen. Nun gibt es aber auch noch einen zweiten und dritten Kunden der nicht 4 Wochen warten will bis ein Leerstand wieder aufgefüllt ist, was in der Praxis bedeutet, dass man für 36.000 € Ware auf Lager halten muss um akute Kundennachfragen umgehend bedienen zu können.
Wir sprechen bis hierher von einem einzigen Halterungssystem, sagen wir mal das mit den 3 Schrauben. Was ist mit den Kunden, die Maschinen besitzen von HTC, Husqvarna, Lavina, Schwamborn? Würde man alleine für diese ebenfalls Werkzeuge mit passender Halterung bevorraten, lautet die Rechnung bereits 36.000 * 6 = 216.000 €
Wir haben uns bei den möglichen Formen auf Werkzeuge mit 2 Streifen festgelegt. Natürlich gibt es noch andere Formen die sich entweder geringfügig anders verhalten oder ästhetisch gefälliger sind: der Kreis, die Raute, der Pfeil, etc.
Würde ein alternativer Werkzeughersteller alle denkbaren Formen, Halterungen, Körnungen und Bindungen in ausreichender Menge auf Lager halten um seine Händler stets sofort beliefern zu können, lägen da zig Millionen an Werten herum von denen unklar ist, ob und wann das jemand kauft. Deswegen haben alle alternativen Werkzeughersteller lediglich die gängigen Rohmaterialien auf Lager und stellen die Werkzeuge erst nach erfolgter Bestellung her.
Unsere Kunden aber haben nächste Woche ein Projekt und brauchen die Werkzeuge oft binnen Tagen, oder sie befinden sich bereits auf einer Baustelle und merken, dass die vorhandenen Werkzeuge nicht zur Situation vor Ort passen. Sie sind aufgrund ihres kurzfristigen Bedarfs gezwungen ihre Werkzeuge beim Maschinenhersteller einzukaufen, wenn sie nicht von sich aus stets genügend Werkzeuge auf Lager halten.
Wir finden das alte 3-Schrauben-System gar nicht so schlecht. Es lässt sich einfach mit drei weiteren Löchern erweitern, so dass es ebenfalls an das Diamag™-System passt. Vor allem aber bieten die drei Gewinde der Werkzeugplatte eine Basis für stabile Ergänzungen: durch aufmontierte Adapter können wir diese Werkzeuge nutzbar machen an diversen Schnellwechselsystemen. Das ist vielleicht nicht maximal elegant, aber funktioniert kurzfristig und eröffnet den Zugang zu einem breiten Spektrum an Werkzeugen.
Für Kunden, die ihren Werkzeugbedarf langfristig planen können, bieten wir die eleganten Lösungen mit Wartezeit an. Klar ist es noch mal günstiger, wenn die Werkzeuge direkt auf die Halteplatten gelötet werden. Elegante Lösungen können wir jedoch nicht in ihrer ganzen möglichen Vielfalt bevorraten. Wenn wir merken das bestimmte Typen häufiger nachgefragt werden, werden wir auch davon einige auf Lager legen. So steuern Sie als Kunde über Ihre Nachfrage die zukünftige Zusammensetzung unseres Sortiments.
Die 3-Schrauben-Halterung vom Typ M6 ist ein alter Standard, der in der Vergangenheit von zahlreichen Maschinenherstellern genutzt wurde. Da es sich um ein großes Marktsegment handelt für den diese Werkzeuge hergestellt werden, gibt es ein entsprechend großes Angebot, einen hohen Wettbewerb unter den Werkzeugherstellern und entsprechend günstige Preise.
Die 3-Schrauben-M6-Halterung ist eine grundsolide Befestigungstechnik mit Einschränkungen. Beispielsweise kann es vorkommen, dass sich die Schrauben während des Betriebes lockern und abreißen. Ferner sind die Umrüstzeiten bei geschraubten Befestigungen deutlich länger als bei modernen Schnellwechselsystemen. Besonders dort wo Zeit = Geld ist, also im Profi-Bereich, haben die Anbieter von Schnellwechselsystemen das Rennen gewonnen. Den Mehrpreis für die teureren Werkzeuge zahlen die Anwender gerne, weil sich das über die Zeitersparnis auf der Baustelle rechnet.
Einige Hersteller haben die Schrauben vergrößert von M6 auf M8. Das macht aber lediglich begrenzt Sinn wenn man sich genauer mit dem zugrundeliegenden Problem hei dieser Halterung befasst. Eine normale M6-Schraube in Standard-Qualität hat eine Zufgestigkeit von 8.8, also 800 Newton pro Quadratmillimeter (N/mm2) des Spannungsquerschnitts. Bei M6 sind dies 20 mm2 x 800 N/mm2 = 16000 N oder 1600 Kg. In Worten: Sie können eine normale M6-Schraube mit 1600 Kg belasten bevor sie sich dehnt und reißt. Bei 3 Schrauben sind dies 4,8 Tonnen. Wer glaubt ernsthaft, dass diese Kräfte an einer Schleifmaschine überschritten werden die ihr Eigengewicht zudem auf mehrere Werkzeuge verteilt? Ersetzt man die M6 durch M8-Schrauben, erhöht sich die Belastbarkeit von 4,8 auf 8,7 Tonnen. Was ist dadurch gewonnen? Aus diesem Grunde befassen wir uns nicht weiter mit diesem Thema und bieten keine Schleifschuhe mit M8-Gewinde an. Da das Lochbild identisch ist, kann jeder bei Bedarf die vorhandenen M6-Gewinde aufbohren und ein M8-Gewinde in die Werkzeugplatten schneiden, aber diese Abweichung vom etablierten M6-Standard ist für uns kein sinnvoller Ansatz.
Der Grund, weshalb Schrauben zuweilen abreißen, ist nicht in der Zugbelastung zu finden, sondern in den einwirkenden Scherkräften. Die Schrauben scheren ab, sie reißen nicht. Wir befinden uns in einer gänzlich anderen Abteilung, wenn wir Scherkräfte beurteilen und ihnen entgegenwirken müssen. Indirekt haben die auftretenden Kräfte doch etwas mit der Zugkraft und dem Druck zu tun, mit dem die Werkzeuge an den Werkzeughalter gepresst werden, denn je höher diese Kraft ist, desto höher ist die Reibung an den Kontaktflächen, die der Scherkraft entgegen wirkt. Bei einer fest angeklemmten Werkzeugplatte fangen nicht die Schrauben die Scherkräfte auf, sondern das Eigengewicht der Maschine auf dem Werkzeug plus die Klemmkraft der Schrauben, also der Reibungswert zwischen den Flächen. Sind beide Flächen unverrückbar zueinander fixiert, wirken auf die Schrauben keine Scherkräfte ein.
Jede korrekt konstruierte Schraubverbindung muss so ausgestaltet sein, dass die Reibung zwischen den Kontaktflächen die Scherkräfte aufnimmt. Für die Belastbarkeit von Schrauben gegen Scherung gibt es deswegen gar keine technischen Tabellenwerke. Lösen sich jedoch die Schrauben solch einer Verbindung und wirkt sich nur noch das Eigengewicht der Maschine auf die Reibung an den Kontaktflächen aus, dann erfahren die Schrauben bei groben Schleifarbeiten und glatten Kontaktflächen eine Querbelastung und können abscheren. Wir reden dann über einen Fehler, der so nicht passieren dürfte, und müssen die Fehlerquelle verstehen.
Die auf dem Markt erhältlichen Werkzeuge werden überwiegend mit einer lediglich 4mm dicken Grundplatte angeboten. Bei einer Gewindesteigung von 1mm bei M6 bedeutet dies, dass solch eine Platte lediglich 4 Gewindegänge aufweist. Berechnet man die Haltefläche des Gewindes, entspricht diese etwa 24 mm2, liegt damit höher als bei der Schraube und ist ausreichend WENN die Schrauben und Gewindelöcher ideal gefertigt werden. Ein unsauber gebohrtes oder geschnittenes Gewinde, eine geringfügig kleiner gefertigte Schraube reduzieren die haltende Fläche des Gewindes mitunter dramatisch. So kann es passieren, dass Schrauben überdreht werden, das Material ermüdet weil es jemand zu gut meint und die Schrauben zu fest zieht etc. Kurzum: Probleme ergeben sich wenn an dieser Stelle, der Gewindeverbindung, etwas nicht ideal läuft, Gewinde ausreißen und Schrauben sich lockern.
Indem wir die Grundplatten unserer Werkzeuge doppelt so dick ausführen, mit 8 mm statt mit 4 mm, wirken wir dem Problem eines Gewindeversagens effektiv entgegen. Bevor die Gewindeverbindung schwächelt, sollte die Schraube abreißen, was erst bei einer Belastung von 1,6 Tonnen der Fall ist. Solange bis uns Kunden gegenteiliges melden, gehen wir davon aus, dass mögliche Probleme durch diese Maßnahme vom Tisch sind.
Stabile Schraubverbindungen sind nicht nur für Nutzer des 3-Schrauben-Standards von Vorteil. Wir benötigen sichere Verbindungen vor allem für unser Adapter-System, mit dessen Hilfe die Werkzeuge ebenso an diversen Schnellwechselsystemen genutzt werden können. Auch diese Idee soll ja funktionieren, ohne dass die Schraubverbindung einen Schwachpunkt darstellt. Deswegen legen wir auf eine gesteigerte Qualität bei der Gewindeverbindung großen Wert.
Dank der zusätzlich angebrachten 3-Loch-Halterung können unsere Werkzeuge ferner an dem System von Blastrac-Diamag™ verwendet werden. Bei diesem System halten Magneten die Werkzeuge mit einer Kraft von ca. 100 Newton am Werkzeughalter und wird die Scherung von den 6,6mm starken Stiften aufgefangen, die in einer anderen Güte hergestellt werden können als Schrauben. Auf die Verschraubung kann in den meisten Fällen verzichtet werden, so dass unsere Werkzeuge über die Lochung auch für dieses Schnellwechsel-System geeignet sind.