Arno Werkzeuge Präzise Fertigung von Zahnrädern mit Wendeschneidplatten

Damit Zahnräder präzise ineinandergreifen können, müssen sie mit höchster Genauigkeit gefertigt werden. Die Wahl des richtigen Zerspanwerkzeugs ist dabei entscheidend.

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Hochpräzise und zuverlässig – so ist der Ruf der Digital- und Offsetdruckmaschinen der Heidelberger Druckmaschinen AG (Heidelberg). Seit vielen Jahren ist die Firma mit mehreren Produktionsstandorten in Deutschland ein wichtiger Partner für die globale Druckindustrie. Der Hersteller hat sich zum Ziel gesetzt, die gesamte Wertschöpfungskette der Kunden zu integrieren und zu automatisieren. In Deutschland werden hoch automatisierte und variantenreiche Hightechmaschinen nach Kundenbedarf in allen Formatklassen gefertigt.

Dabei möchte Heidelberg für seine Kunden immer das bestmögliche Preis-Leistungs-Verhältnis bieten. Die Mitarbeiter sind angehalten, Technologien und Wirtschaftlichkeit der eingesetzten Komponenten in der Produktion konsequent zu überprüfen. Die Werkstückkosten sollen so gering wie möglich gehalten werden, ohne die Qualität zu beeinträchtigen. Hier arbeitet Heidelberg mit Partnern zusammen, die eine Weiterentwicklung in diese Richtung ebenfalls permanent vorantreiben. So auch mit Arno Werkzeuge, Hersteller von Zerspanungswerkzeugen im Bereich Drehen, Stechen, Bohren und Fräsen.

Die Herausforderung liegt in der Genauigkeit jedes einzelnen Zahnrads

Harald Johann, Leiter Arbeitsplanung Kurven, Zahnräder und Modellteile, und Andreas Knopf, Technologe Drehen und Werkzeuge am Standort Wiesloch-Walldorf bei Heidelberg, sind unter anderem für die Fertigung von Zahnrädern für Offsetdruckmaschinen zuständig. Bei der integralen Betrachtung des bestehenden Produktionsprozesses von Zahnrädern wurden auch die Wendeschneidplatten in der Drehbearbeitung näher unter die Lupe genommen. Diese können bei einer Standzeitsteigerung durchaus als ein kostensenkender Faktor wichtig werden. Mehrfache Standzeiten und daraus resultierende reduzierte Wechsel- und Einmesszeiten sind über einen längeren Zeitraum betrachtet schnell eine nennenswerte Größe bei den Stückkosten. Als Resultat der Analyse suchte Andreas Knopf eine wirtschaftlich interessante Alternative zu der bisherigen Wendeschneidplatte. Bekannt für seine Kompetenz und einer der größten Produktpaletten im Bereich der hochpositiven Wendeschneidplatten, erschien Arno Werkzeuge als potenieller Partner passend und in der Lage, alle Vorgaben zu erfüllen. Zusammen mit dem Arno-Anwendungstechniker wagte sich Andreas Knopf mit der hochpositiven Wendeschneidplatte TCGT16T308FN-ALU AL10 an das Innenausdrehen und Schlichten der Zahnräder aus Stahlguss. Unter hochpositiv versteht der Werkzeugspezialist Wendeschneidplatten mit einem Spanwinkel von 27°, die umfangsgeschliffen und deren Spanbrecher poliert sind, somit eine scharfe Schneidkante besitzen und nur minimale Schnittkräfte erfordern. Die erzeugte Oberflächengüte ist dementsprechend gut, die Ergebnisse sind hochpräzise.

Gemeinsame Entwicklung eines kostenoptimierten Arbeitsablaufs

Qualitativ hochwertige Druckerzeugnisse können nur mit einer hochgenauen Druckmaschine erstellt werden. Dies fängt bei der Innenpassung des Zahnrads an. Ein Druckwerk wird durch das Zahnrad mit dem nächsten Druckwerk verbunden und über den Räderzug optimal abgestimmt. Ist die Innenpassung nicht auf den Tausendstelmillimeter genau, passt die Verzahnung außen nicht exakt in das nächste Zahnrad. Je nach Anzahl der Druckwerke in einer Maschine variiert die Anzahl an Zahnrädern und umso wichtiger ist natürlich die Präzision. Für die Hochglanzmagazine mit Druckveredelungen oder den hochwertigen Verpackungsdruck, die mit Heidelberger Bogenoffsetdruckmaschinen hergestellt werden, ausschlaggebend. Passen die Zahnräder nicht genau ineinander, kann es zu Positionsabweichungen der durchlaufenden Papierbögen kommen und das Druckergebnis ist nicht mehr einwandfrei.

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Gemeinschaftlich erarbeiteten die beiden Unternehmen in kürzester Zeit einen verbesserten und kostenoptimierten Arbeitsablauf. Andreas Knopf war beeindruckt: „Wir haben im Feld auch die Ergebnisse erzielt, die vorher angekündigt waren. In der Produktion merkt man sehr schnell, ob jemand die Theorie auch in die Praxis umsetzten kann.“ Dies war der Grundstein für die weitere Zusammenarbeit zwischen Heidelberg und Arno Werkzeuge. Unterschiedlichste Drehteile wurden überprüft und neue Wendeschneidplatten getestet. Dabei galt es, schwierige Passungstoleranzen zu fertigen. Die erreichte Qualität war nicht nur sehr gut, die neuen Wendeschneidplatten brachten selbst bei schwierig zu fertigenden Werkstücken signifikante Standzeitsteigerungen von bis zu 100 %.

„Wir haben uns von Anfang an auf die konkreten Anwendungen konzentriert. Aufgrund unserer langjährigen Erfahrung hatten wir schon vor Beginn die Sicherheit: Diese Probleme können wir lösen!“, unterstreicht der Arno-Anwendungstechniker. Eine Reihe von Maßnahmen des Werkzeugherstellers führten zu einem sehr hohen Qualitätsstandard beim Schleifprozess der Wendeschneidplatten. Zum Beispiel werden Wendeschneidplatten nur auf Schweizer Schleifmaschinen mit Eco-Dress-Verfahren hergestellt. Bei diesem Verfahren wird nach jedem Schleifgang die Schleifscheibe gereinigt und abgezogen, sodass die Qualität jedes einzelnen Schleifvorgangs gleich bleibt, die Schleifscheibe sich nicht zusetzt und keinen Schnittdruck erzeugt. Dadurch lassen sich sehr enge Bearbeitungstoleranzen einhalten. Gegenüber dem konventionellen Schleifverfahren wird die Prozesssicherheit erhöht und die Abtragleistung gesteigert. Das Ergebnis ist eine verbesserte Oberflächengüte und Kantenschartigkeit der Wendeschneidplatten. Als eines der ersten Unternehmen hat Arno Werkzeuge Maschinen mit Eco-Dress-Verfahren eingesetzt und entsprechend viel Erfahrung und Know-how über Schleifprozesse sammeln können. Je nach Plattentyp wird zwischen einer scharfen Schneidkante oder einer verrundeten Version unterschieden. Die zusätzlich standardmäßige Schneidkantenverrundung trägt zu erheblichen Standzeitenerhöhungen und einer höheren Laufruhe der Wendeschneidplatten bei. Sie wird durch Nassstrahlen oder Gleitschleifen erzeugt. Eine automatische oder optische 100-%-Kontrolle aller gefertigten Wendeschneidplatten untermauert den Qualitätsgedanken des Werkzeugherstellers.

Arno-Werkzeug und Seeger Präzisionsdrehteile

Werkzeugstandzeit signifikant steigern

Zahnräder aus 600 kg Gusseisen und mit einem Durchmesser von bis zu 1,20 m

Qualität und Zuverlässigkeit sind auch bei Heidelberg ein wichtiges Kriterium. Mit einem Gewicht von rund 600 Kilo Gusseisen haben die Zahnräder bereits einen Materialwert von mehreren Hundert Euro. Schon allein deswegen wurde in der Testphase ein besonderes Augenmerk auf die Prozesssicherheit gelegt. Die bislang eingesetzten Wendeschneidplatten waren zwar einigermaßen prozesssicher, Arno Werkzeuge legte aber noch einen Zahn zu. „Hier merkt man eben, dass beim Werkzeughersteller viel Erfahrung, besondere Sorgfalt und hohe Qualitätsansprüche vorliegen“, so Andreas Knopf. Die Wendeschneidplatte läuft ohne Probleme. „Auch aus der Werkstatt kommen positive Rückmeldungen zu der Wendeschneidplatte. Mir ist wichtig, dass die Neuheiten akzeptiert werden und sich auch in der Praxis bewähren!“, fügt Andreas Knopf überzeugt hinzu. Er hat bereits reichlich Erfahrung mit Wendeschneidplatten, die zum Beispiel bei Lunkereinschlüssen empfindlich reagieren. Das kostet Zeit und Geld. Gerade bei den aktuellen Losgrößen von 50 bis 500 Stück, in denen Heidelberg fertigt, ein wichtiges Kriterium. Ein großer Pluspunkt ist, dass die verwendete Wendeschneidplatte als Standardartikel immer auf Lager liegt und keine großen Mindestbestellmengen voraussetzt. Für die bisher eingesetzte Sonder-Wendeschneidplatte waren beträchtliche Mindestabnahmemengen notwendig. Die pünktliche Lieferung, das Vorhalten von genügend Wendeschneidplatten, um schnell auf den Bedarf von Heidelberg reagieren zu können, und allgemein kürzere Lieferzeiten waren ein zusätzlicher beachtenswerter Aspekt. Der Monatsvorrat wird im Normalfall innerhalb von drei Tagen geliefert.

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Weiterentwicklung steht im Mittelpunkt

Harald Johann betont aber: „Selbst wenn wir heute gut sind, wollen wir uns doch immer weiterentwickeln. Wie können wir zusammen mit Arno Werkzeuge neue Wege gehen?“ Schon allein die Vielfalt an hochpositiven Wendeschneidplatten bietet hier Spielraum. In den letzten Jahren hat der Werkzeughersteller immer wieder neue Beschichtungen am Markt eingeführt, welche die Anforderungen an unterschiedlichste Werkstoffe und neue Legierungen aufnehmen und erfolgreich umsetzen. „Beschichtung und Schneidkantenzurichtung sind zwei Stellschrauben, an denen hinsichtlich des Ergebnisses noch gedreht werden kann“, so der Außendienstmitarbeiter von Arno Werkzeuge. „Wir haben eine eigene Konstruktion, Entwicklung und Versuchsmaschinen, auf denen täglich getestet wird.“ Erst wenn sich eine neue Wendeschneidplatte bewährt hat, wird sie auf dem Markt angeboten und bei Kundentests eingesetzt. Sowohl für Harald Johann wie auch Andreas Knopf ist es elementar, mit einem Partner zusammenzuarbeiten, der gemeinsam mit ihnen vor Ort an der Maschine steht und nach Optimierungsmöglichkeiten sucht.

Ganz wichtig ist Harald Johann bei der grundsätzlichen Weiterentwicklung eine Verwendung für die Breite. Komplexitätsreduzierung wird großgeschrieben. Also weniger Wendeschneidplatten auf einen größeren Anwendungsbereich auszudehnen. Und den Nutzungsgrad beziehungsweise die Stillstandszeiten möchte Harald Johann verständlicherweise minimieren. Der Werkzeughersteller deckt mit technisch versierten Mitarbeitern im Innen- und Außendienst sowie der Anwendungstechnik diese Anforderungen ab und konnte zusammen mit Heidelberg die Weichen in eine optimierte Zukunft stellen. Bereits in der Vergangenheit haben beide die Prozess- und Kostenoptimierung gemeistert. Andreas Knopf betont bei der Zusammenarbeit die Offenheit aller Beteiligten: Die Lösung steht für alle im Vordergrund.

Arno-Werkzeug und Seeger Präzisionsdrehteile

Werkzeugstandzeit signifikant steigern

Arno-Werkzeuge

Erfahrener Komplettanbieter für Zerspanungsaufgaben

* Weitere Informationen: Karl-Heinz Arnold GmbH in 73760 Ostfildern, Tel. (07 11) 3 48 02-0, info@Arno.de, www.Arno.de

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