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SondermaschinenbauUnikate für XXL-Bauteile

Sondermaschinenbau: Unikate für XXL-Bauteile

Sicherheitsrelevante Großbauteile in Nutzfahrzeugen, wie etwa Achsträger oder Getriebewellen, müssen trotz ihrer Größe, hohem Gewicht und mitunter schwierig zu zerspanender Werkstoffe präzise in engen Toleranzfeldern wirtschaftlich produziert werden können.

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5-Achs-FräsenEffizienz mit Biss

Große, komplexe und genaue Zahnräder herzustellen ist das Geschäft des „Königlichen Hoflieferanten“ Bierens Machine- fabrieken BV. Damit dies technisch-wirtschaftlich effizient und konkurrenzfähig von statten geht, setzt das niederländische Unternehmen 5-Achs-Bearbeitungszentren von Hermle ein.

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5-Achs-Fräsen: Effizienz mit Biss

Will Megens ist zufrieden. "Wir sind dafür ausgerüstet, Qualitäts-Zahnräder und -Verzahnteile ab 100 und bis 3.000 Millimeter Durchmesser, in Segmentbauweise mit 1.500 Millimeter-Segmenten sogar bis 22.000 Millimeter, als komplette Bauteile und Baugruppen montagefertig herzustellen." Der Geschäftsführer der Niederländischen Bierens Groupe weiss, wie wichtig es ist, sich dem Wandel der Zeiten anzupassen. In den vergangenen 130 Jahren hat Bierens eine erfolgreiche aber auch wechselvolle Geschichte erlebt. "In den 1950er Jahren haben wir mit rund 450 Mitarbeitern auf weit über 200 Werkzeugmaschinen Zahnräder, Verzahnungsteile und sonstige Maschinenkomponenten hergestellt. Dies umfasste alle denkbaren Typen und Stückzahlen bis hin zur Serienfertigung. Unsere Spezialität waren und sind bis heute antriebstechnische Produkte, wobei wir uns jetzt auf die antriebstechnische Lösungen nach Kundenwunsch konzentrieren und hier sowohl konventionelle als auch hoch innovative Verzahntechnologien anwenden."

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Das Knowhow der Niederländer zieht sich dabei von der Antriebstechnik-Entwicklung und Berechnung über die Konstruktion und die Programmierung hin zur Komplettfertigung, wobei für die Produktion früher sowohl klassische Verzahnmaschinen namhafter Hersteller als auch selbst entwickelte Sondermaschinen zum Einsatz kamen. Heute dagegen sieht die Zahnrad-Herstellung bei Bierens ganz anders aus, und sie ist wieder wettbewerbsfähig, was seinen guten Grund hat. Eine intensive Zusammenarbeit mit der niederländischen Firma HPG (steht für High Precision Gears), die schon vor einiger Zeit startete, führte im Ergebnis zu einer speziellen Software, die es ermöglicht, per 5-Achsen-Bearbeitung auf CNC-Hochleistungs-Bearbeitungszentren gerad- und spiralverzahnte Zahn-/Schneckenräder und außerdem auch Innenverzahnungen komplett und ohne Nacharbeit qualitätsorientiert fräsen zu können. Zerspanungstechnisch hört sich das ziemlich normal an, ist es aber nicht. Denn dazu braucht es nicht nur einige kreative Köpfe für die Software, sondern für die Umsetzung in die Realität vor allen Dingen auch entsprechende geeignete, stabile, präzise arbeitende sowie hochleistungsfähige Bearbeitungszentren. Diese fanden sich für Bierens in Gestalt der drei CNC-5-Achsen-Hochleistungs-Bearbeitungszentren C 40 U (zwei Stück) und C 50 U (ein Stück), die in den Jahren 2003, 2006 und 2008 sukzessive beschafft wurden.

Fehlerlos ab Losgröße 1

Das erklärte Ziel von Bierens ist es, Zahnräder in Stückzahl 1 fehlerlos aus vorbearbeiteten Rohlingen zu fertigen, wozu die Bearbeitungszentren dank ihrer universell-pragmatischen Auslegung prädestiniert sind. Die Bearbeitungszeit für ein komplettes Zahnrad beträgt je nach Größe, Material und Qualität zwischen zwei und zwölf Stunden, weshalb das BAZ C 50 U auch mit einem Palettenwechsler ausgerüstet ist.

Ansonsten weisen die drei Bearbeitungszentren Standard-Ausrüstungen aus: 16.000er und 18.000er Motorspindeln, Werkzeugaufnahmen HSK-A63, NC-Schwenkrundtische mit Durchmesser 800 mm (bei den beiden C 40 U) oder 700 mm mit Paletten-Spannsystem (bei der C 50 U), Aufnahmen für Paletten bis 800 x 800 mm, identische Heidenhain-Steuerungen ITNC 530, die normalen Werkzeugmagazine mit jeweils 38 Plätzen bzw. 60 Plätzen (C50 U) sowie Sicherheits- und Überwachungs-Einrichtungen für den bedienerarmen Dreischicht-Betrieb. Mit der C 50 U ist es möglich, die Verzahnung von Zahnrädern bis Durchmesser 1.200 mm in einer Aufspannung komplett und hochqualitativ zu fertigen; wobei die gewünschte Qualität (Skala von 1 bis 12) natürlich die Bearbeitungszeit entscheidend mitbestimmt, weil ein Zahnrad in Qualität 10 nur wenige Fräs- und Schlichtzyklen verlangt, während das bei einem Verzahnteil in Qualität 3 bis zu 30 reproduzierbar exakte Bearbeitungszyklen sein können.

Waren früher für die konventionelle Herstellung größerer Zahnräder und Verzahnteile zwischen 10 und 14 Arbeitsgänge, Umspannungen und entsprechend aufwändiges Handling notwendig, so sind es auf Basis der 5-Achsen Simultan-/Komplettbearbeitung mit den Bearbeitungszentren heute nur noch fünf Arbeitsgänge, nämlich Vor- und Fertigfräsen mit zwei Umspannungen plus Härten und Finish mit zwei weiteren Spann-/Umspannvorgängen sowie die Verzahnungs-Kontrolle.

Letztere findet oftmals gleich auf den Maschinen statt, ausgehend von der schon erwähnten Devise, Zahnräder in Stückzahl 1 fehlerlos zu fertigen - und zwar genau und ohne ab- oder umspannen! Dass die Maschinen dazu wirklich und vor allem langzeitgenau in der Lage sind, bestätigt Wil Megens: "Grundsätzlich gilt, dass ein größeres Fräswerkzeug die Bearbeitung des Zahnrads begünstigt. Jedoch werden wir immer öfters mit hohen Qualitätsanforderungen konfrontiert. Je präziser und qualitativer das Zahnrad oder das Verzahnteil gefertigt ist, umso höher sind die Traganteile. Das wiederum wirkt sich auf die Laufgeräusche und auch auf das Verschleißverhalten aus. Deshalb setzen wir auf eine hochintensive Präzisionsfräsbearbeitung und können unseren Kunden somit die Einhaltung ihrer Qualitätsvorgaben garantieren". ee

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