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Spanntechnik Frischer Wind beim Schleifen von Planetenrädern

| Autor / Redakteur: Markus Michelberger / Rüdiger Kroh

Mithilfe eines Nullpunktspannsystems werden zwei Teiloperationen, das Bohrungs- und das Verzahnungsschleifen von Planetenrädern, mit hoher Präzision und zugleich kurzen Rüstzeiten nacheinander auf unterschiedlichen Maschinen realisiert. So lassen sich freie Kapazitäten nutzen und die Produktion konnte um 80 % gesteigert werden.

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Das Verzahnungsschleifen wird bei zwei Drittel der Planetenräder auf einer zweiten Schleifmaschine durchgeführt. Mithilfe des Nullpunktspannsystems konnte so die Produktivität auf den Schleifmaschinen um 80 % erhöht werden.
Das Verzahnungsschleifen wird bei zwei Drittel der Planetenräder auf einer zweiten Schleifmaschine durchgeführt. Mithilfe des Nullpunktspannsystems konnte so die Produktivität auf den Schleifmaschinen um 80 % erhöht werden.
(Bild: Schunk)

Anspruchsvolle Schleifprozesse, wie sie bei der Fertigung von Planetenrädern für Großgetriebe erforderlich sind, lassen sich am effizientesten auf Multifunktionsmaschinen ausführen, die eine Komplettbearbeitung in einer Aufspannung ermöglichen. Doch was tun, wenn deren Kapazitäten ausgelastet sind? Die Wolfgang Preinfalk GmbH in St. Ingbert, einer der führenden Hersteller von Präzisionsgetrieben für Windkraftanlagen, nutzt ein Nullpunktspannsystem von Schunk, um seine Multifunktionsschleifmaschine zu entlasten und hochgenaue Teiloperationen mit minimalem Zusatzaufwand flexibel auf andere Maschinen zu übertragen. Durch die Auslastung freier Kapazitäten steigt die Produktivität beim Schleifen um 80 %.

Komplettbearbeitung in Teiloperationen dividiert

Erstmals überhaupt ist es Preinfalk mithilfe des Nullpunktspannsystems VERO-S gelungen, zwei präzise Teiloperationen wie das Bohrungs- und das Verzahnungsschleifen von Planetenrädern mit kurzen Rüstzeiten nacheinander auf unterschiedlichen Maschinen zu realisieren. Angesicht einer Toleranz der Schrägverzahnung zum Zylinder von gerade einmal ± 0,0045 mm über die komplette Länge dürfte so manchem erfahrenen Schleifprofi allein bei der Idee der Atem stocken. Macht es wirklich Sinn, eine bisher prozessstabile Komplettbearbeitung in Teiloperationen auf mehrere Maschinen zu dividieren? Bei Preinfalk ist man davon überzeugt. „Unsere Intention war es, den Prozess Innenrundschleifen auf der Multifunktionsmaschine Höfler Rapid 1250 MFM zu erledigen und anschließend zum Schleifen der Außenverzahnung flexibel auf andere Maschinen zu wechseln, die eine geringere Auslastung haben“, erläutert Betriebsleiter Thomas Decker.

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Form- und Lagetoleranzen von 0,009 mm

Die größte Herausforderung sei dabei die Genauigkeit gewesen, denn letztlich müssen Form- und Lagetoleranzen von 0,009 mm eingehalten und zu 100 % dokumentiert werden. „Um zwischen den Maschinen springen zu können, ist eine präzise Aufspannung notwendig. Ohne das Nullpunktspannsystem von Schunk hätten wir den Fertigungsprozess so nicht realisieren können“, unterstreicht Decker. „Zwar kann man beim Wechsel auf die zweite Maschine den Innenkegel rund richten, jedoch erhält man die Lage nicht. Die Lage muss aber zwingend zur Verzahnung stimmen, ansonsten lässt sich die geforderte Präzision nicht erzielen.“ Mit dem Nullpunktspannsystem ist der Flaschenhals Multifunktionsmaschine deutlich entlastet worden. Prozessstabil erzielt das Team heute beim Wechsel auf eine zweite Maschine einen Planlauf am Werkstück < 0,002 mm, gemessen in rund 1 m Höhe. Damit übertrifft es deutlich den geforderten Wert von < 0,005 mm.

Das Resultat ist enorm: Zum einen findet heute der größte Teil des Rüstvorgangs hauptzeitparallel außerhalb der Maschine statt, wodurch pro Rad rund 20 min Einrichtzeit auf der stehenden Maschine eingespart werden. Speziell dafür haben die beiden in Homburg ansässigen Maschinenbauspezialisten Winter GmbH und Syntec AG eine bedienerfreundliche Rüststation entwickelt, auf der die Planetenräder außerhalb der Maschine in Vero-S-Modulen ausgerichtet und definiert gespannt werden können. Zum anderen ermöglicht das Nullpunktspannsystem eine flexible Auslastung der vorhandenen Maschinen, ohne dass Abstriche bei der Genauigkeit gemacht werden müssen.

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