Spannsystem

Wer nun eine computergesteuerte Fräsanlage sein eigen nennt, macht sich gleich beim ersten Projekt Gedanken darüber, wie denn nun eigentlich das Werkstück darauf fixiert wird. Die Fixierung muss ja verschiedene Anforderungen erfüllen:

• Sie sollte das Werkstück nicht beschädigen. Manche Werkstücke kann man einfach auf eine Basisplatte schrauben - die meisten jedoch sollen nachher keine Schraublöcher aufweisen.
• Sie muss flexibel sein und Werkstücke unterschiedlicher Form und Größe fixieren können.
• Sie muss das Werkstück wirklich fixieren, also einspannen. Dabei muss Druck auf die Ränder ausgeübt werden, damit zum Beispiel Lochbohrungen nicht dazu führen, dass sich beim Heben des Bohrers das Werkstück mit hebt.
• Sie muss flacher als das durchschnittliche Werkstück sein, damit auch an fixierten Werkstücken die Kanten bearbeitet werden können.
• Sie darf beim Durchbohren oder Ausfräsen von Werkstücken nicht die Werkzeuge beschädigen und sollte dabei möglichst auch selbst intakt bleiben.

Das sind viele Anforderungen und jeder mir bekannte Fräsenbauer und -besitzer hat sich da etwas eigenes ausgetüftelt. Die Idee für mein System ist zugegeben geklaut. Ich habe ein ähnliches System bei einer anderen Anlage im Einsatz gesehen und übernommen. Die Fertigung habe ich aber selbst erledigt und das war auch gleich das erste Fräsprojekt.

Im Baumarkt habe ich drei mitteldichte Faserplatten (MDF) in 12mm Stärke und den Maßen 800*600mm erstanden. In zwei davon habe ich ein Lochraster im Abstand von 5 cm eingebracht - die erste sinnvolle Beschäftigung der Anlage, denn auf einmal stellt das Bohren von 360 Löchern keinerlei Mess- und Ausführungsaufwand mehr dar, sondern man trinkt indessen einen Kaffee und schaut der Sache relaxt zu. Für die dritte Platte habe ich die hier dargestellte Zeichnung erstellt. Sie ist mehrfarbig, weil die Steuerungssoftware verschiedene Fräser oder Bearbeitungstiefen anhand der verwendeten Farbe unterscheiden kann. Man erkennt viele Kreise und Streifen, die rote Innenkreise und sehr kleine blaue Kreise inmitten der roten aufweisen. Die roten habe ich nachher weggelassen, die blauen stellen die Durchbohrungen dar.

Das Ergebnis sind ausgefräste Elemente in Kreis- oder Streifenform, die eine Anzahl von Löchern aufweisen. Bei den Streifen haben sie den gleichen Lochabstand wie auf den Rasterlochplatten und in den Kreisen sind sie in vielen Schritten unterschiedlich weit vom Mittelpunkt des Kreises entfernt. Hier rechts der Rest der Platte, nachdem alles ausgefräst war. Nun stand mir ein Posten Befestigungselemente zur Verfügung, die ich mit Schrauben fixieren kann. Die Schraube kommt durch das Element und die Lochplatte und wird von unten mit einer Mutter gehalten. Die Leisten dienen dabei als Anschlag für das Werkstück an zwei Seiten, während die Kreise es an den anderen zwei Seiten fixieren. Da nämlich die Bohrungen dieser Kreise nicht mittig angebracht sind, schwenken die Kreise mehr oder weniger weit aus, wenn man sie um die Schraube dreht. Die Rasterweite und die verschiedenen Bohrungen und Durchmesser der Kreise ermöglichen daher für jedes Werkstück eine Kombination, in der ein Kreisstück gegen das Werkstück schwenkt und es so fixiert. Dabei kann genügend Druck gegen die Seiten des Werkstückes ausgeübt werden, sodass es sich nicht anheben kann.

Nun sind zwar die Rasterplatten identisch, sie müssen aber auch exakt in der Flucht auf die Anlage gebracht werden. Dazu habe ich einige gleiche Hilfsstücke angefertigt und mit Nutensteinen in der längslaufenden Nut der seitlichen Rahmenteile fixiert. Diese Nut ist absolut parallel zum Fräser, denn das Portal ist ja am gleichen Bauteil befestigt. In Längsrichtung stoßen die Platten an kurze Schrauben an, die direkt über Nutensteine an Querstreben befestigt sind.

Kleine Werkstücke werden nun also auf nur einer der Rasterlochplatten fixiert, während sehr große oder lange Stücke von der einen bis zur anderen Platte reichen und ihre Enden eben auf je einer Platte fixiert werden. Hier links sieht man einen aufgeschraubten Streifen auf der ersten Platte im Vordergrund und die zweite Platte unter dem Fräser weiter hinten.

Mit Ausnahme einer einzigen kann dieses System alle oben gelisteten Anforderungen an ein Spannsystem erfüllen. Diese eine ist das Problem des Durchfräsens, es würde die Rasterlochplatte beschädigen und schnell unbrauchbar machen. Die Lösung besteht in Plattenresten wie hier einer alten gammeligen Spanplatte. Die sind gerade gut genug zum Verhunzen, also erhalten sie auch ein passendes Lochraster und können nun auf die "guten" Rasterlochplatten aufgeschraubt werden. Da alle Löcher genau übereinander liegen, können auch hier die Befestigungselemente angebracht werden, nur müssen die Schrauben lang genug sein.

Hier links nochmal die Detailansicht eines kleinen Werkstückes, eingespannt zwischen zwei Leisten als Anschlag und zwei Kreisen als angeschwenkte und unter Spannung festgeschraubte Fixierung.

Seit ich solche kleinen Brettchen wie das Werkstück hier als Schilder oder Tafeln verwenden kann, bewahre ich auch kleinste Reste auf, denn sie lassen sich nun ruckzuck neu "hobeln" und gestalten.

Das dargestellte Spannsystem hat ganze 20 Euro gekostet und zwar inklusive Rasterlochplatten, Schrauben und Muttern. Schon das erste Projekt zeigt, dass die Dinge einfacher werden. Jahre später habe ich der Fräse dann eine durchgehende 2qm große Rasterlochplatte gegönnt, auf der aber immer noch diese Elemente zum Einsatz kommen.