OPTIMUM Maschinen K11-160 User manual

Technische Daten
Sicherheitshinweise
Berechnung der notwendigen
Spannkraft bei gegebener
Drehzahl
Lieferumfang
Montage
Drehfutter abschmieren und
reinigen
Anhang
Technical specification
Safety instructions
Calculating the required
clamping force for a given speed
Scope of delivery
Assembly
Lubricating and cleaning the
lathe chuck
Appendix
Données techniques
Instructions de sécurité
Calcul de la force de serrage
nécessaire à une vitesse donnée
Étendue de la livraison
Montage
Graisser et nettoyer le mandrin
Annexe
Handspannfutter -
zylindrische Aufnahme
Manual Power Chuck -
cylindric centering mount
Mandrin manuel -
support cylindrique
Ø 160 mm
Artikel Nr. Item no. Numéro d’article 3442716
D2
D
H
H1
h
D2
D3
D1
Betriebsanleitung
Operating manual
Mode d'emploi
Version 1.0

OPTIMUM
MASCHINEN - GERMANY
Version 1.0 vom 2020-02-18Seite 2 Originalbetriebsanleitung
3442716
DE
preface_DE.fm
Vorwort
Sehr geehrter Kunde,
vielen Dank für den Kauf eines Produktes von OPTIMUM.
OPTIMUM Metallbearbeitungsmaschinen bieten ein Höchstmaß an Qualität, technisch optimale
Lösungen und überzeugen durch ein herausragendes Preis-Leistungs-Verhältnis. Ständige
Weiterentwicklungen und Produktinnovationen gewähren jederzeit einen aktuellen Stand an
Technik und Sicherheit.
Vor Inbetriebnahme lesen Sie bitte diese Bedienungsanleitung gründlich durch und machen Sie
sich mit der Maschine vertraut. Stellen Sie auch sicher, dass alle Personen, die die Maschine
bedienen, immer vorher die Bedienungsanleitung gelesen und verstanden haben.
Bewahren Sie diese Bedienungsanleitung sorgfältig im Bereich der Maschine auf.
Informationen
Die Bedienungsanleitung enthält Angaben zur sicherheitsgerechten und sachgemäßen Installa-
tion, Bedienung und Wartung der Maschine. Die ständige Beachtung aller in diesem Handbuch
enthaltenen Hinweise gewährleistet die Sicherheit von Personen und der Maschine.
Das Handbuch legt den Bestimmungszweck der Maschine fest und enthält alle erforderlichen
Informationen zu deren wirtschaftlichen Betrieb sowie deren langer Lebensdauer.
Im Abschnitt Wartung sind alle Wartungsarbeiten und Funktionsprüfungen beschrieben, die
vom Benutzer regelmäßig durchgeführt werden müssen.
Die im vorliegenden Handbuch vorhandenen Abbildungen und Informationen können
gegebenenfalls vom aktuellen Bauzustand Ihrer Maschine abweichen. Als Hersteller sind wir
ständig um eine Verbesserung und Erneuerung der Produkte bemüht, deshalb können Ver-
änderungen vorgenommen werden, ohne dass diese vorher angekündigt werden. Die
Abbildungen der Maschine können sich in einigen Details von den Abbildungen in dieser Anlei-
tung unterscheiden, dies hat jedoch keinen Einfluss auf die Bedienbarkeit der Maschine.
Aus den Angaben und Beschreibungen können deshalb keine Ansprüche hergeleitet werden.
Änderungen und Irrtümer behalten wir uns vor !
Ihre Anregungen hinsichtlich dieser Betriebsanleitung sind ein wichtiger Beitrag zur
Optimierung unserer Arbeit, die wir unseren Kunden bieten. Wenden Sie sich bei Fragen oder
im Falle von Verbesserungsvor-schlägen an unseren Service.
Sollten Sie nach dem Lesen dieser Betriebsanleitung noch Fragen haben oder können
Sie ein Problem nicht mit Hilfe dieser Betriebsanleitung lösen, setzen Sie sich bitte mit
Ihrem Fachhändler oder direkt mit OPTIMUM in Verbindung.
Optimum Maschinen Germany GmbH
Dr.- Robert - Pfleger - Str. 26
D-96103 Hallstadt
Mail: [email protected]

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Technische Daten
Version 1.0 vom 2020-02-18 Seite 3Originalbetriebsanleitung
3442716 DE
K11-160_ISO-702-4_3442716_DE.fm
1 Technische Daten
1.1 Drehfutter - K11-160 - zentrische Aufnahme
Typ K11-160
( 3442716 )
Werkstoff Drehfutterkörper Stahlguß
Zylindrische Aufnahme 130 x 5
maximaler Spanndurchmesser [ mm ] 160
Drehfutter-Durchlass [mm] 45
max. Drehzahl [ min-1 ]3000
Maximale Spannkraft Σs[ kN ] 24
Maximales Drehmoment mit Spannfutterschlüssel [ Nm ] 160
Gewicht Drehfutter [ kg ] 8,8
Gewicht einer Drehfutterbacke [ kg ]
gestuft von außen nach innen
0,318
Masse Spannbackensatz [ kg ] 0,954
Fliehkraftmoment Mc einer Drehfutterbacke [ kgm ]
gestuft von außen nach innen
0,0164
Schwerpunktsabstand roder Spannbacke [ mm ] 40,62
Befestigungsschrauben 3 x M 8
D 160
D1 130
D2 142
D3 45
H195
H65
h15
D2
D
H
H1
h
D2
D3
D1

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Sicherheitshinweise
Version 1.0 vom 2020-02-18Seite 4 Originalbetriebsanleitung
3442716DE
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2 Sicherheitshinweise
2.1 Bestimmungsgemäße Verwendung
Dieses Standardprodukt eignet sich zum Spannen von Werkstücken auf Drehmaschinen und
anderen rotierenden Werkzeugmaschinen. Jede andere Verwendung kann mit Gefahren ver-
bunden sein. Die angegebenen maximalen technologischen Daten dürfen dabei nicht über-
schritten werden! Das Handspannfutter darf ausschließlich im Rahmen seiner technischen
Daten eingesetzt werden. Dazu gehört auch die Einhaltung der vom Hersteller vorge-
schriebenen Inbetriebnahme-, Montage-, Betriebs-, Umgebungs- und Wartungsbedingungen.
Die zulässige Drehzahl und die notwendige Spannkraft ist für die jeweilige Spannaufgabe nach
den jeweils gültigen Normen bzw. Vorgaben nach neuestem Stand der Wissenschaft und
Technik (z.B. VDI 3106) zu ermitteln.
2.2 Vernünftigerweise vorhersehbare Fehlanwendung
Eine andere als die unter der "Bestimmungsgemäße Verwendung" festgelegte oder über diese
hinausgehende Benutzung gilt als nicht bestimmungsgemäß und ist verboten.
Jede andere Verwendung Bedarf einer Rücksprache mit dem Hersteller.
Um Fehlgebrauch zu vermeiden, muss die Betriebsanleitung vor Erstinbetriebnahme gelesen
und verstanden werden.
Das Bedienpersonal muss qualifiziert sein.
2.2.1 Vermeidung von Fehlanwendungen
Bei nicht bestimmungsgemäßem Gebrauch des Handspannfutters unter Missachtung der gül-
tigen Sicherheitsnormen und Sicherheitsvorschriften kann Gefahr für Leib und Leben des
Bedieners bedroht werden. Beim Einsatz unserer Spannfutter sowohl unter Rotation als auch
stationär, müssen gemäß EG-Maschinenrichtlinie Schutzausrüstungen eingesetzt werden, so
dass bei Versagen des Spannfutters oder eines Bauteiles des Spannfutters wegfliegende Teile
von den Schutzausrüstungen aufgefangen werden. Der Maschinenhersteller muss bei seiner
Umhausung / Schutzeinrichtung auf ausreichende Wandstärken achten (unter Beachtung der
aktuell geltenden Vorschriften und Normen), da im Falle eines Backenbruchs bzw. bei Werk-
stückverlust Gefahren für Leib und Leben des Bedienungspersonals entstehen können.
VORSICHT!
Bitte achten Sie auf entsprechende Sicherheitsvorkehrungen beim Transport und im
Umgang von Drehfuttern mit hohem Gewicht.
GEFAHR!
Überprüfen Sie regelmäßig die Spannkraft des Drehfutters, indem Sie ein Kraftmessgerät
in das Drehfutter einsetzen.
Empfohlene Grenzwerte beim Heben und Tragen von Lasten
Zumutbare Last in kg und Häufigkeit des Hebens und Tragens
gelegentlich häufiger
Lebensalter Jahre Frauen Männer Frauen Männer
15 - 18 15 35 10 20
19 - 45 15 55 10 30
ab 45 15 45 10 25

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Sicherheitshinweise
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VORSICHT!
Gefahr von Beschädigungen durch falsch gewählte Spannstellung der Spannbacken
zum Werkstück. Durch eine falsch gewählte Spannstellung der Spannbacken zum
Werkstück können die Drehfutterbacken beschädigt werden. Der Außendurchmesser der
Drehfutterbacken darf den Außendurchmesser des Spannfutters um maximal 10%
überschreiten.
VORSICHT!
Gefährdung durch Vibration durch mit Unwucht rotierende Teile und Lärmentwicklung.
Physische und psychische Belastungen durch unwuchtige Werkstücke und Lärm
während des Bearbeitungsprozesses am gespannten und rotierenden Werkstück.
Rund- und Planlauf des Spannfutters beachten.
Möglichkeiten zur Beseitigung von Unwuchten am Werkstück prüfen.
Drehzahl verringern.
Gehörschutz tragen.
Nach einer Kollision des Spannfutters muss es vor erneutem Einsatz einer Riss-
prüfung unterzogen werden.
2.3 Grundlegende Sicherheitshinweise
Für die jeweilige Zerspanungsaufgabe muss die zulässige Drehzahl (nach VDI 3106)
rechnerisch ermittelt werden, wobei die maximale Richtdrehzahl nicht überschritten werden
darf. Die rechnerisch ermittelten Werte müssen durch eine dynamische Messung überprüft
werden.
Die max. Richtdrehzahl darf nur bei max. eingeleiteter Betätigungskraft und einem ein-
wandfreien und voll funktionsfähigen Spannfutter eingesetzt werden.
Nach einer Kollision des Spannfutters muss es vor erneutem Einsatz einer Rissprüfung
unterzogen werden. Beschädigte Teile müssen durch original Ersatzteile ersetzt werden.
Die Montage und Demontage, die Inbetriebnahme, der Betrieb und die Instandhaltung des
Spannfutters darf nur von befähigtem und sicherheitstechnisch unterwiesenem Fachperso-
nal durchgeführt werden.
Es ist empfehlenswert, die Spannkraft vor Neubeginn einer Serienarbeit und zwischen den
Wartungsintervallen mit einem Spannkraftmessgerät zu kontrollieren. Nur eine regelmä-
ßige Kontrolle gewährleistet eine optimale Sicherheit.
2.3.1 Optionale weiche Drehfutterbacken
VORSICHT!
Die optional erhältlichen weichen Drehfutterbacken sind Backen, die dem
Anwendungsfall entsprechend gestuft werden müssen. Nicht gestufte Backen führen zu
einem erhöhten Fliehkraftmoment mit einer verminderten zulässigen Drehzahl des
Drehfutters.

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Berechnung der notwendigen Spannkraft bei gegebener Drehzahl
Version 1.0 vom 2020-02-18Seite 6 Originalbetriebsanleitung
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3 Berechnung der notwendigen Spannkraft bei gegebener Drehzahl
Die Ausgangsspannkraft Fsp0 ist die Gesamtkraft, die durch Betätigung des Drehfutters im Still-
stand radial über die Backen auf das Werkstück einwirkt. Unter Drehzahleinfluss erzeugt die
Backenmasse eine zusätzliche Fliehkraft. Die Fliehkraft verringert, bzw. vergrößert die Aus-
gangsspannkraft in Abhängigkeit, ob von außen nach innen oder von innen nach außen
gespannt wird. Die Summe aus Ausgangsspannkraft Fsp0 und Gesamtfliehkraft Fcist die
wirksame Spannkraft Fsp.
GEFAHR!
Gefahr für Leib und Leben des Bedienungspersonals und erhebliche Sachschäden bei
Überschreitung der Grenzdrehzahl. Bei einer Spannung von außen nach innen verringert
sich mit steigender Drehzahl die wirksame Spannkraft um den Betrag der größer
werdenden Fliehkraft (Kräfte sind entgegengerichtet). Bei Überschreitung der
Grenzdrehzahl wird die erforderliche Mindestspannkraft Fspmin unterschritten. In Folge
dessen wird das Werkstück unkontrolliert freigesetzt.
Die errechnete Drehzahl nicht überschreiten.
Die erforderliche Mindestspannkraft nicht unterschreiten.
Fsp = Fsp0 ± Fc[N] - für Spannen von außen nach innen
+ für Spannen von innen nach außen
Legende
FcGesamtfliehkraft [ N ] McAB Fliehmoment Aufsatzbacken [ kgm ]
Fsp Wirksame Spannkraft [ N ] McGB Fliehmoment Grundbacken [ kgm ]
Fspmin erforderliche Mindestspannkraft [ N ] n Drehzahl [ min-1 ]
Fsp0 Ausgangsspannkraft [ N ] rsSchwerpunktradius [ mm ]
Fspz Zerspankraft [ N ] rsAB Schwerpunktradius Aufsatzbacke
mAB Masse einer Aufsatzbacke [ kg ] ssp Sicherheitsfaktor Spannkraft
mBMasse Spannbackensatz [ kg ] szSicherheitsfaktor Zerspanen
McFliehkraftmoment [ kgm ] ΣsMax. Spannkraft des Futters [ KN ]
1 Newton (N) = 1 kg m/s²

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Berechnung der notwendigen Spannkraft bei gegebener Drehzahl
Version 1.0 vom 2020-02-18 Seite 7Originalbetriebsanleitung
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3.1 Spannkraft-Drehzahl-Diagramm - Drehfutter K11-160
Das Spannkraft-Drehzahl-Diagramm zeigt die rechnerische Fliehkraft mit der zugehörigen
Backenausführung in Abhängigkeit der Drehzahl, wenn die Drehfutterbacken nicht über den
Drehfutter Außendurchmesser überstehen.
3.2 Spannbackenfliehkraft
Zur Berechnung der erforderlichen Spannkraft für die Bearbeitung eines Werkstückes, muss
die Fliehkraft der Spannbacken mit berücksichtigt werden.
Die Ermittlung der zulässigen Drehzahl kann nach der VDI-Richtlinie 3106 „Ermittlung der
zulässigen Drehzahl bei Drehfuttern (Backenfutter)“ vorgenommen werden. Diese Richtlinie
erlaubt auch die Ermittlung der Restspannkraft bei vorgegebener Drehzahl.
Drehzahl n [min-1]
Spannkraft Fsp [ kN ]
Erforderliche Mindestspannkraft 33 %
Anzugsmoment mit Schlüssel max. 160 Nm
Anzugsmoment mit Schlüssel 87 Nm
Fc Fliehkraft in N
m Masse in kg/Satz
rs Schwerpunktabstand in Meter zur Futtermitte
nDrehzahl min-1
r0Schwerpunktabstand der Spannbacke

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Berechnung der notwendigen Spannkraft bei gegebener Drehzahl
Version 1.0 vom 2020-02-18Seite 8 Originalbetriebsanleitung
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Die notwendige wirksame Spannkraft für die Zerspanung Fsp berechnet sich aus dem Produkt
der Zerspanungskraft Fspz mit dem Sicherheitsfaktor Sz. Dieser Faktor berücksichtigt Unsicher-
heiten in der Berechnung der Zerspanungskraft.
Laut VDI 3106 gilt:
Hieraus lässt sich die Berechnung der Ausgangsspannkraft im Stillstand ableiten:
ACHTUNG!
Diese errechnete Kraft darf nicht größer sein als die maximale Spannkraft ∑S( 24 KN )
welche auf dem Futter eingraviert ist.
Aus der oberen Formel ist ersichtlich, dass die Summe aus wirksamer Spannkraft Fsp und
Gesamtfliehkraft Fcmit dem Sicherheitsfaktor für die Spannkraft Ssp multipliziert wird.
Laut VDI 3106 gilt:
Die Gesamtfliehkraft Fcist zum einen von der Summe der Massen aller Backen und zum ande-
ren von dem Schwerpunktradius sowie von der Drehzahl abhängig.
ACHTUNG!
Aus Sicherheitsgründen gilt laut EN 1550, dass die Fliehkraft maximal 67% der
Ausgangsspannkraft betragen darf.
Die Formel für die Berechnung der Gesamtfliehkraft Fclautet:
Dabei ist ndie gegebene Drehzahl in min-1. Das Produkt mB· rswird als Fliehkraftmoment Mc
bezeichnet.
Bei Spannfuttern mit geteilten Spannbacken ( Grundbacken + Aufsatzbacken), bei denen die
Grundbacken ihre radiale Stellung nur um den Betrag des Hubes ändern, müssen das
Ausgangsspannkraft
Erforderliche Mindestspannkraft
Spannkraft
Fliehkraft
Drehzahl
Wirksame Spannkraft
Werkstück wird
unkontrolliert freigesetzt
Fsp = Fspz ·Sz[ N ]
Fsp0 = Ssp ·(Fsp ± Fc) [ N ] - für Spannen von außen nach innen
+ für Spannen von innen nach außen
Ssp ≥1,5
Fc= ∑(mb·rs) ·π·n
30
()
2
= ∑Mc ·π·n
30
()
2
[N]
Mc= mB·rs[ kgm ]

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Berechnung der notwendigen Spannkraft bei gegebener Drehzahl
Version 1.0 vom 2020-02-18 Seite 9Originalbetriebsanleitung
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Fliehmoment der Grundbacken McGB und das Fliehmoment der Aufsatzbacken McAB addiert
werden:
Das Fliehmoment der Grundbacken McGB wird aus den Daten des Drehfutters entnommen.
Das Fliehmoment der Aufsatzbacken McAB wird errechnet.
Das Drehfutter K11-160 besitzt keine Grundbacken und keine Aufsatzbacken.
Beispiel:
Schwerpunktradius rs der Drehfutterbacke von außen nach innen abgestuft = 0,05160 m
(Drehfutterbacke bündig mit dem Drehfutter-Außendurchmesser)
Gewicht einer Drehfutterbacke = 0,318kg
Fliehmoment für eine Drehfutterbacke
Das Drehfutter besitzt drei Spannbacken.
Berechnung der Gesamtfliehkraft bei einer Drehzahl von 3000min-1
Die mögliche Gesamtspannkraft des Drehfutters im Stillstand beträgt ∑s 24 kN bei einem Anzu-
gsmoment von 160 Nm mit dem Drehfutterschlüssel.
Es verbleibt eine wirksame Spannkraft Fsp am Drehfutter von 19,2 kN.
siehe  „Spannkraft-Drehzahl-Diagramm - Drehfutter K11-160“ auf Seite 7
siehe  „Grundlegende Sicherheitshinweise“ auf Seite 5
WARNUNG!
Je höher über der Futteroberfläche gespannt wird, desto niedriger wird die Spannkraft.
3.3 Hinweise auf nachweispflichtige Unterweisung des Bedienerpersonals
Wir empfehlen dem Betreiber unseres Handspannfutters alle Personen die mit der Bedienung,
Wartung und Instandsetzung beauftragt sind, diese Betriebsanleitung, insbesondere das Kapi-
tel "Sicherheit", zum Erwerb der Fachkenntnisse zur Verfügung zu stellen. Desweiteren
empfehlen wir, dem Betreiber innerbetriebliche "Betriebsanweisungen", unter Berücksichtigung
der ihm bekannten Qualifikation des jeweils eingesetzten Personals, zu erstellen.
Der Betreiber hat durch geeignete Organisations- und Instruktionsmaßnahmen sicherzustellen,
dass die einschlägigen Sicherheitsvorschriften und Sicherheitsregeln von den Personen, die
mit der Bedienung, Wartung und Instandsetzung des Handspannfutters betraut sind, beachtet
werden.
Mc= McGB + McAB [ kgm ]
McAB = mAB ·rsAB [ kgm ]
Mc= 0,318 kg ·0,05160 m = 0,0164 kgm
= 0,0164 kgm · 3 = 0,0492 kgm
Fc= ∑(mb·rs) ·π·n
30
()
2= ∑Mc ·π·n
30
()
2[N]
( )
= 0,0492 kgm ·3,14 ·3000
30
2= 4850,9 N = 4,8 kN
Fsp = ∑s - Fc= 24 kN - 4,8 kN = 19,2 kN

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Lieferumfang
Version 1.0 vom 2020-02-18Seite 10 Originalbetriebsanleitung
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K11-160_ISO-702-4_3442716_DE.fm
4 Lieferumfang
Hinweis: Weiche, nicht gestufte Drehfutterbacken sind nur optional erhältlich.
1 x Handspannfutter (komplett) mit zylindrischer Zentrieraufnahme zur Befestigung an
einem Flansch oder direkt an der Spindel einer Drehmaschine.
1 x Satz Innenspannbacken, zentrisch spannend
1 x Satz Außenspannbacken, zentrisch spannend
1 x Spannschlüssel ohne Auswerfer
1 x Betriebsanleitung
5 Montage
5.1 Anbau des Handspannfutters
5.1.1 Handhabung vor dem Anbau
Betätigen Sie das Futter vor dem Anbau an die Drehmaschine. Drehen Sie mit dem Spann-
schlüssel die Spindel nach links bis zum Anschlag.
Die nummerierten Backen müssen in die entsprechend nummerierten Führungen eingescho-
ben sein (Backe 1 in Führung 1 usw.).
Drehen Sie zum Schluss die Spindel einige Male nach rechts und links jeweils bis zum
Anschlag.
5.1.2 Vorbereiten des Futteranbaus
Prüfen Sie den Maschinenspindelkopf bzw. den fertig bearbeiteten Zwischenflansch auf Rund-
und Planlauf. Die Anlagefläche muss an den Bohrungen entgratet und sauber sein. Eventuelle
Beschädigungen der Aufnahmeflächen des Spindelkopfes beseitigen. Bei Flanschspindel
Anlagefläche mit Haarlineal prüfen. Der Flansch muss auf der ganzen Fläche tragen.
5.1.3 Montage des Handspannfutters
Vor dem Aufsetzen des Futters auf den Spindelkopf die Anlageflächen beider Teile sorgfältig
säubern und mit etwas Öl einreiben. Das Drehfutter auf der Maschine im Rundlauf ausrichten
und die Schrauben anziehen. Im Bedarfsfall den Durchmesser des Absatzes am Flansch etwas
verringern, um das Drehfutter besser im Rundlauf ausrichten zu können.
6 Drehfutter abschmieren und reinigen
ACHTUNG!
Verwenden Sie keine Druckluft, um Staub und Fremdkörper vom Drehfutter zu entfernen.
Kühlschmiermittel spritzt auf das Drehfutter und wäscht das Fett aus den Grundbacken. Um die
Spannkraft und die Genauigkeit des Drehfutters für lange Zeit zu erhalten, ist es notwendig,
das Drehfutter regelmäßig zu schmieren. Unzureichende Schmierung führt zu Funktionsstö-
rungen mit reduzierter Spannkraft, wirkt sich auf Genauigkeit aus, und verursacht übermä-
ßigen Verschleiß und Festfressen.
Je nach Futtertyp, Aufsatzbackengewicht und Betriebszustand, kann die Spannkraft eines
Drehfutters auf bis zu 50 Prozent der Nennspannkraft abfallen.
Ein vermeintlich sicher gespanntes Werkstück kann dann bei der Bearbeitung aus dem Futter
herausfallen.