Anwenderbericht

Mehr Druck, weniger Dreck

Die Treibstoffversorgung von Dieselmotoren erfolgt zunehmend über Common Rails. Mit einem Fertigungsvolumen von 3,5 Millionen Rails pro Jahr zählt dieses Teil aus dem Bereich Powertrain zu den großen Produktgruppen beim Systemlieferanten Rege. Um dieses Aufkommen zu bewältigen, ist modernste Bearbeitung erforderlich. Seit Jahren sind deshalb unterschiedliche Bearbeitungszentren von Samag hier im Einsatz.
Seit 2005 setzt Rege die mehrspindligen horizontalen Bearbeitungszentren der Baureihe MFZ von Samag ein

Rege ist mit insgesamt knapp 2.000 Mitarbeitern einer der größten deutschen Anbieter für die Bearbeitung von Motorenteilen und Fahrwerkskomponenten. Neben den Automobilherstellern selbst besteht der Kundenkreis aus Zulieferern von Komponenten und Subsystemen. Die für diesen Kundenkreis erforderlichen Zertifikate für Qualitäts- und Umweltmanagement und Standards wie TS 16949 (internationale Vereinheitlichung der Anforderung an Qualitätsmanagementsysteme, die etwa 30 % der Automobilhersteller implementiert haben) sind bei Rege selbstverständlich. Die Werke haben unterschiedliche Produktschwerpunkte: Common Rails werden ebenso wie die größte Produktgruppe Pleuels am Hauptsitz in Hörselberg / Eisenach gefertigt, dazu Ventilgehäuse für ABS und EPS-Systeme, Pumpen- und Kurbelgehäuse. Der Standort Witzenhausen ist eher auf Zylinderköpfe, Lagertraversen und verschiedene Arten von Gehäusen spezialisiert. In Brasov in Rumänien findet mechanische Bearbeitung für beide Werke statt. Die verwendeten Materialien sind Aluminium, Schmiedestahl, Edelstahl und Eisenguss. Die Werke in Witzenhausen und Eisenach sind mit dem Ford Q1-Award ausgezeichnet, der eigenen Qualitätsmarke von Ford, einer Grundvoraussetzung für alle Zulieferer.

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Erfahrungswerte

Werkzeugmaschinen aus Saalfeld gehören schon seit 1996 zum Maschinenpark bei Rege. Die ersten Maschinen waren Sondermaschinen, Ende 2005 kamen die ersten Bearbeitungszentren der zu dem Zeitpunkt neuen MFZ-Baureihe hinzu. Heute sind bei Rege 28 MFZ, eine Sondermaschine zum Feinbohren und drei Wellenbohrmaschinen für die großen Rails im Einsatz. Diese bohren die Durchgangsbohrungen der Rails, während auf den MFZ die Komplettbearbeitung der Anschlussseiten, der Abgänge und bei den kürzeren Rails auch das Tiefbohren vorgenommen wird. Auch Ausgleichswellengehäuse und Pleuel gehören zu den Werkstücken, denen Rege auf den Bearbeitungszentren von Samag die entsprechende Form gibt. In der Pleuelbearbeitung beschritten beide Unternehmen 2007 neue Wege, als die erste Roboterzelle für die Bestückung der MFZ eingesetzt wurde. Die autarke Zelle ist mit dem Bearbeitungszentrum verkettet und übernimmt die Be- und Entladung über Paletten oder Trays. Die MFZ-Bearbeitungszentren werden wegen ihres Vorrichtungskonzeptes geschätzt, das einen stabilen Prozess garantiert. Andreas Gutzeit, Projektleiter Common Rails bei Rege, schätzt das Maschinenkonzept von Samag, das für stabile Prozesse sorgt. Als bei Samag der Bereich Tiefbohren 2007 ins Portfolio aufgenommen wurde, überzeugte auch die neue Wellenbohrmaschine, von der mittlerweile drei Exemplare im Einsatz sind. Laut Gutzeit ist sowohl das Maschinen-Know-how als auch die Kompetenz im Tiefbohren spürbar. Außerdem schafft die geografische Nähe zusätzliche Vorteile: die Techniker bei Rege brauchen sich nicht auf detaillierte Wartungsaufgaben der Bearbeitungszentren zu spezialisieren, weil ein entsprechend geschulter Servicetechniker des Herstellers schnell vor Ort ist.

Von allen Seiten

Mit den zwei- bzw. dreispindligen horizontalen MFZ werden etwa 30 Bearbeitungsschritte an den Common Rails vorgenommen. Es sind vorwiegend Fräs- und Bohrvorgänge, die mit der geforderten Genauigkeit ausgeführt werden müssen. Allgemein sind in der Automobilindustrie nur äußerst geringe Form- und Lagetoleranzen in der Fertigung zulässig. Das hochfeste Material von Common Rails stellt eine zusätzliche Herausforderung dar, weil es entsprechend schwer zu zerspanen ist. Die MFZ ist in der Standardausführung für diese Aufgaben geeignet, es ist für noch härtere Anforderungen aber auch möglich, Anpassungen vorzunehmen. Heute ist die MFZ-Baureihe ( in den beiden Versionen MFZ 4 und MFZ 6) als zwei-, drei- und vierspindlige Ausführung verfügbar und wird ständig auf den neuesten Stand der Technik aktualisiert. Die jüngsten Neuerungen beinhalten eine Verkürzung der Schwenkzeiten bei den Werkstückträgerachsen. Für die 5-Achs-Bearbeitung sind optional NC-Rundtische als B-Achsen verfügbar, die nun in den neuen MFZ einzeln angetrieben werden und wodurch Korrekturen bei der Zerspanung kubischer Werkstücke deutlich vereinfacht werden. Bei der Überarbeitung der MFZ-Baureihe wurden einige Details auf den Prüfstand gestellt. Praktische Überlegungen, basierend auf Benutzererfahrungen von der Beladung bis hin zur Umrüstung, sind Bestandteil der Konstruktion und schaffen die Grundlage für gute Arbeitsbedingungen. Ein Beispiel hierfür ist der C-Bogen, an dem bei den Werkzeugmaschinen aus Saalfeld die Bedieneinheit befestigt ist. Der C-Bogen ist schwenkbar und die Bedieneinheit daran so platziert, dass der Bediener das Ergebnis seiner Eingaben durch einfachen Blick in den Bearbeitungsraum direkt überprüfen kann. An die Maschine herangeklappt vereinfacht er den Transport. Durch seine Form und sein auffälliges Rot stellt er gleichzeitig ein deutliches Wiedererkennungsmerkmal dar. Dass eine effiziente Zerspanung mit minimalen Nebenzeiten geleistet werden kann, bleibt selbstverständlich Grundvoraussetzung. Bei allen Optimierungen werden wirtschaftliche, ergonomische und praktische Aspekte berücksichtigt. Die Erhöhung der Produktivität steht beim eigentlichen Bearbeitungsprozess im Mittelpunkt. Hier sind die Reduzierung von Nebenzeiten, reibungslose Werkzeugwechsel und automatisierte Bestückung die entscheidenden Aspekte. "Eine der Aufgaben in der Konstruktion ist es, eine sichere und ergonomische Grundlage für die schnellen und anspruchsvollen Prozesse zu schaffen. Die FEM-Berechnung eröffnet Optimierungspotenziale, mit denen wir im Ergebnis zu gleichermaßen leistungsfähigen und wirtschaftlichen Lösungen kommen", beschreibt Konstruktionsleiter Rainer Lenz die Aufgaben moderner Maschinenkonstruktion. Alle im Kraftfluss befindlichen Teile wurden einer Optimierung unter statischen und dynamischen Gesichtspunkten unterzogen, deren Ergebnis unter anderem eine extrem steife Maschinenstruktur ist, die auch bei schweren Zerspanungsaufgaben wie der Bearbeitung von Gussteilen höchste Genauigkeit liefert. Das einteilige Maschinenbett und ist für hohe Schwingungsdämpfung bei gleichzeitiger Thermostabilität konstruiert. Bearbeitungs- und Werkstückträgermodul bilden dadurch eine Einheit, zu der auch die Zusatzaggregate gehören. Die vertikale Y-Achse mit Gantry-Antrieb ist mit einem Gewichtsausgleich ausgestattet. Sie hat einen Verfahrweg von 500 mm.

Alles Gute kommt von oben

Bei den Wellenbohrmaschinen verlaufen die getrennten Kreisläufe für Energie und Hydraulik oben auf der Maschine. Beide Kreisläufe sind voneinander getrennt. Diese Anordnung macht die Leitungen leicht zugänglich und spart Zeit bei der Wartung - ein wichtiger Faktor bei den Maschinenlebenskosten. Ebenso pragmatisch, aber gleichermaßen entscheidend ist die flexible Platzierung der Späneentsorgung bei der neuen WBM. Nicht selten scheitert eine Aufstellung daran, dass an der für den Späneförderer vorgesehenen Stelle in der Halle schlicht kein Platz ist. Wenn diese Vorrichtung rechts oder links an der Maschine angebracht werden kann, erlaubt dies eine flexible Anpassung an die Gegebenheiten vor Ort ¿ oder auch einmal bei einem Umzug der Maschine. Samag bietet mit dieser Flexibilität in der Anlagenkonzeption echten Zusatznutzen. Als ein Beispiel für erhöhten Bedienkomfort nennt Gutzeit das Taktband, mit dem die Rails automatisch zugeführt werden und das sich besonders leicht verstellen lässt. Alternativ ist die Werkstückzuführung auch manuell, über Roboter oder Transportsysteme möglich. Ohne großen Aufwand lassen sich die Maschinen auf andere rotationssymmetrische Werkstücke umrüsten. Der Drehzahlbereich ist stufenlos von 1.000 bis 10.000 U/min einstellbar. Im Eilgang wird eine Geschwindigkeit von 10 m/min erreicht. Im S1-Betrieb liefert die WBM2 eine Leistung von 5,5 kW. Der separate Antrieb jeder Spindel ermöglicht die genaue Drehmomentüberwachung. Auch der Kühlmittelkreislauf lässt sich optional für jede Spindel einzeln überwachen. Bei den 50 cm langen Bohrungen wird mit einem Versatz von maximal 0,5 mm gearbeitet. Hierfür ist eine exakte Ausrichtung von Spindeln, Bohrern und Werkstücken erforderlich. Für die sichere Führung der Einlippenbohrer sorgen Werkzeuglünetten mit Kettenrückzugssystem. Dank eines Schnellwechselsystems lassen sich die Bohrer in kürzester Zeit auswechseln. Damit der zähe Stahl der Common Rails den Bohrprozess nicht behindert, sind hier die reibungslosen Kreisläufe besonders wichtig. Je ruhiger der Lauf der Spindeln, desto störungsfreier laufen Bohrung und Späneabtransport. Dank der modularen Bauweise mit identischen Baugruppen für alle Ausführungen ist die WBM jederzeit mit Teile- oder Software-Updates erweiterbar. lg

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