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Werkzeugschnittstelle

Modulares Werkzeugsystem für präzise O-Ring-Senkungen

| Autor/ Redakteur: Wolfgang Klingauf / Mag. Victoria Sonnenberg

Für die Erfüllung ihrer Dichtfunktion benötigen O-Ringe einen absolut planen Sitz. Um diesen zu erzeugen, nutzt die Index-Gruppe in allen deutschen Produktionswerken eine modulare Schnittstelle für Hartmetall-Werkzeugköpfe und Verlängerungen.

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Der Index-Werkzeugrevolver muss als Kernkomponente der Drehmaschinen hohe Ansprüche erfüllen. Er enthält unter anderem zahlreiche O-Ring-Sitze, die mit dem Duo-Lock-System von Haimer in hoher Qualität erzeugt werden.
Der Index-Werkzeugrevolver muss als Kernkomponente der Drehmaschinen hohe Ansprüche erfüllen. Er enthält unter anderem zahlreiche O-Ring-Sitze, die mit dem Duo-Lock-System von Haimer in hoher Qualität erzeugt werden.
(Bild: Haimer)
  • Die Duo-Lock-Schnittstelle von Haimer ist extrem steif und präzise, wodurch Index die modularen Fräser wie ein Vollhartmetall-Werkzeug einsetzen kann.
  • Die Duo-Lock-Werkzeuge bieten einen Rundlauf des Gesamtsystems von unter 5 µm und sind mit einer Wiederholgenauigkeit von 0,01 mm in Z in der Maschine wechselbar.
  • Mit dem Einsatz konnte Index bei dieser Bearbeitung die Wirtschaftlichkeit um rund 60 % verbessern.

Die Index-Gruppe zählt mit ihren Marken Index und Traub zu den weltweit führenden Herstellern von CNC-Drehmaschinen, Drehautomaten, Mehrspindlern und Dreh-Fräszentren. Um die Qualität ihrer Maschinen stets im Griff zu haben, setzt das Unternehmen auf den Standort Deutschland und produziert die wichtigen Kernkomponenten in den Werken Esslingen, Deizisau und Reichenbach – nach Möglichkeit auf den eigenen Drehmaschinen und Dreh-Fräszentren.

„Es sind oft die kleinen Merkmale, die einen großen Qualitätsunterschied machen.“

Erfahrene und bestens ausgebildete Mitarbeiter achten dabei auf höchste Qualität bis ins Detail. So auch Klaus Andres, der als Teamleiter in der Arbeitsvorbereitung für die Teilefertigung, Programmierung und Werkzeugbeschaffung verantwortlich ist. Seine Überzeugung: „Es sind oft die kleinen Merkmale, die einen großen Qualitätsunterschied machen.“ Als Beispiel nennt er die O-Ring-Sitze, die an zahlreichen Maschinenkomponenten vorhanden sind. Denn überall, wo das Bauteil von einem Medium durchströmt wird, müssen die Anschlüsse mit einem O-Ring abgedichtet werden. Für die Dichtfläche gilt: Ebenheit ist Pflicht. „Daher kann sie nicht zirkulierend bearbeitet werden“, erklärt Andres, der früher 16 Jahre lang als Meister in der Drehbearbeitung tätig war. „Es würde eine minimale Schneckengeometrie entstehen, in der das Medium einen Weg nach außen findet. Stattdessen müssen wir den O-Ring-Sitz mit einem speziellen Fräser senken, dessen Stirnschneiden parallel zur Fläche stehen, also nicht den üblichen Winkel von 8° aufweisen.“

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Da es Fräser in dieser Geometrie und den gewünschten Durchmessern nicht zu kaufen gab, entschlossen sich die Produktionsverantwortlichen bei Index, diese Werkzeuge zunächst selbst zu schleifen beziehungsweise den Schliff in Auftrag zu geben. Vor zwei Jahren fand Andres eine bessere Lösung. Den Anstoß dazu erhielt er von Christian Bauer, Key-Account-Anwendungstechniker bei der Haimer GmbH, Igenhausen. Dieser hatte ihm das neue Haimer-Duo-Lock-System vorgestellt, ein modulares Werkzeugsystem mit Hartmetall-Wechselkopffräsern und Verlängerungen in verschiedenen Geometrien und Längen.

Bei Index ist Haimer seit vielen Jahren gut bekannt – sowohl als Kunde, der für seine Produkte Index-Drehmaschinen in der Fertigung einsetzt, als auch als Lieferant für Werkzeugaufnahmen, Schrumpf- und Wuchttechnik.

Chance, die eingesetzten Fräsköpfe zu standardisieren

Bei Klaus Andres reifte die Idee, die Duo-Lock-Fräser für seine Bedürfnisse hinsichtlich der O-Ring-Senkungen ausführen zu lassen. Er schildert die Beweggründe: „Wir verfolgen die Strategie, in unseren drei deutschen Produktionswerken möglichst gleiche Werkzeuge einzusetzen.“ Bei den O-Ring-Fräsern wäre das – von der Geometrie her betrachtet – grundsätzlich möglich. Da jedoch in der Großteilefertigung in Deizisau die Werkzeuge aufgrund von Störkonturen et cetera viel weiter auskragend sein müssen, wurden diese bisher individuell beschafft. „Mit dem Haimer-Duo-Lock-System und den angebotenen Verlängerungen sah ich eine Chance, die eingesetzten Fräsköpfe standardisieren zu können“, argumentiert AV-Teamleiter Andres.

Warum gerade das Haimer-System, wo doch andere Hersteller schon seit Langem ähnliche Wechselkopffräser anbieten? Klaus Andres: „Die Duo-Lock-Schnittstelle von Haimer ist extrem steif und präzise, wodurch wir diese modularen Fräser wie ein Vollhartmetall- Werkzeug einsetzen können.“ Christian Bauer erklärt die Details: „Entscheidend ist das Gewinde unserer Einschraubfräser. Über einen Doppelkonus mit einer zusätzlichen dritten Abstützfläche im hinteren Bereich sorgt es für höchste Stabilität und Steifigkeit.“

Die Duo-Lock-Werkzeuge bieten einen Rundlauf des Gesamtsystems von unter 5 µm und sind mit einer Wiederholgenauigkeit von 0,01 mm in Z in der Maschine wechselbar. Zeitaufwendige Voreinstell- oder Einrichteprozesse können dadurch größtenteils entfallen.

Schnittfreudige Fräser

In enger Abstimmung mit Klaus Andres entwickelte Haimer eine Spezialgeometrie und übertrug diese auf die Duo-Lock-Einschraubfräser. Für die ersten Tests setzte sie der AV-Teamleiter auf einem Dreh-Fräszentrum Index R300 ein, auf dem unter anderem der Grundkörper eines Werkzeugrevolvers komplettbearbeitet wird. Dieses anspruchsvolle Bauteil eignet sich besonders für den Test, da es je nach Ausführung mindestens zwölf solcher O-Ring-Sitze aufweist, an denen sich das Fräsergebnis beurteilen lässt.

Klaus Andres und seine Kollegen aus der Fertigung waren mit den Versuchen zufrieden: „Haimer hat den Schliff der Werkzeuge sehr gut hinbekommen. Trotz der schwierigen Geometrie sind die Fräser äußerst schnittfreudig. Wir erhalten eine perfekte Planfläche, die dem hohen Anspruch an Qualität und Präzision des Revolvers gerecht wird.“

Test bestanden. Im Vergleich zur Vorgängerlösung erzielen die Duo-Lock-Werkzeuge bei den O-Ring-Senkungen kürzere Bearbeitungszeiten, bessere Oberflächen und längere Standzeiten. „Wir haben errechnet, dass sich die Wirtschaftlichkeit insgesamt um rund 60 % verbessert hat“, sagt Andres. Kein Wunder, dass in der Index-Gruppe das Haimer-Duo-Lock-System inzwischen in 18 verschiedenen Durchmessern und mit diversen Verlängerungen genutzt wird.

Im Werk Esslingen kommt das Duo-Lock-System auf allen Maschinen zum Einsatz, die solche O-Ring-Senkungen vornehmen. Zur Montage der modularen Werkzeuge stehen fünf Stationen zur Verfügung, die jeweils mit einem von Haimer gelieferten Zweihand-Drehmomentschlüssel samt den vom Durchmesser abhängigen Einstellungsvorgaben ausgestattet sind. „Der Zweihand- Drehmomentschlüssel war mir besonders wichtig“, verrät Andres. „Man hat mehr Gefühl als mit einem Einhebel-Werkzeug, das schneller verkantet und möglicherweise das Hartmetall beschädigt.“ Auch das hohe Drehmoment lässt sich damit leichter erzeugen, das zum Beispiel beim 16er-Duo-Lock-Fräser bei 60 Nm liegt. Auch in den Standorten Deizisau und Reichenbach haben die Duo-Lock- Wechselköpfe die bisherigen Spezialfräser für O-Ring-Senkungen abgelöst. Denn durch die Standardverlängerungen in den Größen S, M und L lassen sie sich auch in der Großteilefertigung verwenden. Selbst für andere Einsatzfälle nutzt Index mittlerweile das Duo-Lock-System. So ließ Andres beispielsweise spezielle 30°-Spitzensenker anfertigen. Und mit dem von Haimer angebotenen, stetig wachsenden Angebot an Standardgeometrien bieten ihm Duo-Lock-HM-Fräsköpfe vielversprechende Perspektiven für weitere Bearbeitungen.

* Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Wolfgang Klingauf ist Journalist und Geschäftsführer der Agentur für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit k+k-PR GmbH in 86157 Augsburg, Tel. (08 21) 52 46 73, wolfgang.klingauf@kk-pr.de

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