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Wälzfräsen Verzahnungen für Drehantriebe noch günstiger zerspanen

| Redakteur: Peter Königsreuther

Erfahren Sie hier, warum die Wälzfräsmaschinen von Emag Richardon beim Drehantriebehersteller HKS nicht mehr wegzudenken sind...

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Der große Arbeitsraum mit seinen langen Verfahrwegen gehört zur Konzeptphilosophie von Emag Richardon. Hinzu kommt ein breites Drehzahl- und Leistungsspektrum, was es in Kombination miteinander möglich macht, auf der R 300 sehr unterschiedliche Bauteile zu bearbeiten.
Der große Arbeitsraum mit seinen langen Verfahrwegen gehört zur Konzeptphilosophie von Emag Richardon. Hinzu kommt ein breites Drehzahl- und Leistungsspektrum, was es in Kombination miteinander möglich macht, auf der R 300 sehr unterschiedliche Bauteile zu bearbeiten.
(Bild: Emag)

Drehantriebe sind Tausendsassas, heißt es, denn sie kommen immer dann zum Einsatz, wenn eine Masse gedreht oder geschwenkt werden muss. Und genau diesen Job übernehmen sie in unzähligen Nutzfahrzeugen, Schiffen, Maschinen, Kraftwerken und Produktionsbereichen, sagt Emag Richardon. Die große Anwendungsbandbreite definiere dabei die anspruchsvolle Aufgabe der HKS Dreh-Antriebe GmbH, denn das Unternehmen produziert als Marktführer diese interessanten Systeme.

Erst im Jahr 2017 hat die Emag Gruppe dieses Know-how von Richardon übernommen und somit das eigene Anwendungsportolio um den Baustein „Verzahnen von großen Bauteilen“ erweitert. Das zahlt sich jetzt einmal mehr aus, denn ganz spezielle Außenverzahnungen am zentralen Kolben des Drehantriebs sind prädestiniert dafür, dass sie mithilfe der vertikalen Wälzfräsmaschinen von Emag Richardon spanend gefertigt werden. Zwei Anlagen stehen bereits am HKS-Standort in Hessen, eine neue des Typs R 300 ergänzt seit kurzem den Standort im sächsischen Neukirch. Die Anforderungen werden als relativ hoch beschrieben, denn aufgrund der Produktvielfalt muss die Maschine häufig umgerüstet werden und trotzdem immer eine perfekte Verzahnungsqualität garantieren. Nach einhelliger Aussage der HKS-Verantwortlichen, leisten die Wälzfräsmaschinen genau das.

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Drehantriebe agieren meist unbemerkt um uns herum

Aber zunächst noch einmal zurück zum Sinn dieser Antriebsspezialitäten: Dass eine Masse beschleunigt, abgebremst, präzise positioniert und dann in einer Position gehalten werden muss, ist natürlich keine Seltenheit. Fast könnte man deshalb danach fragen, wo die dazugehörigen Drehantriebe eigentlich nicht zum Einsatz kommen, meint Emag Richardon. Und tatsächlich begegnen sie uns häufig im Alltag. Etwa dann, wenn ein Lkw der örtlichen Entsorgungsbetriebe einen Abfallcontainer anhebt und per Schwenkbewegung entleert – dann sorgt nicht selten ein leistungsstarker HKS-Antrieb für den Aufbau der nötigen Hebekraft. Gleiches gelte für Rettungsplattformen der Feuerwehr oder besonders große Schaufeln von Baggern. Auf der anderen Seite sorgen Drehantriebe von HKS in der industriellen Produktion auch dafür, dass sich Auffangbehälter präzise kippen lassen, dass diverse Mischvorrichtungen sich schnell bewegen oder dass Werkzeugwechsel an einer Maschine einfach vollzogen werden, zählt Emag Richardon auf. Dabei basieren Drehantriebe auf verschiedenen Antriebsprinzipien und haben unterschiedliche Leistungskennzahlen sowie Baugrößen.

Man fragt sich unweigerlich, ob es trotzdem so etwas wie ein übergreifendes Erfolgsprinzip bei HKS gibt. „Letztlich geht es für uns immer darum, sehr präzise Antriebe zu entwickeln, die höchsten Belastungen dauerhaft Stand halten und sehr effektiv arbeiten“, erklärt Mario Vogt, Betriebsleiter bei HKS am Standort im sächsischen Neukirch, dazu. „Für Anwender entwickeln wir deshalb sehr individuelle Systeme und produzieren mit einer hoher Fertigungstiefe an unseren drei Standorten in Deutschland,“ führt Vogt weiter aus. Die so gewonnenen Erfahrungen haben HKS, wie es heißt, zum unangefochtenen Marktführer gemacht.

Einfache Bewegungsumwandlung unter Schwerlastbedingungen

Warum es dabei auch und speziell um eine anspruchsvolle Verzahnungsproduktion geht, offenbart der Blick auf die verschiedenen Funktionsprinzipien der Drehantriebe, wie zum Beispiel auf den Steilgewindeantrieb: Mit diesem Getriebe wird die lineare Bewegung eines angetriebenen Kolbens in die benötigte Drehbewegung umgewandelt. Dabei verbindet sich die Steilverzahnung des Kolbens mit der Innenverzahnung eines Zylinders, der den Kolben umgibt. Die Drehbewegung kann umso weiter getrieben werden, je länger der Linearweg des Kolbens ist. Das Prinzip gilt als verblüffend einfach und zugleich wirkungsvoll, doch lasten je nach Einsatzbereich auch enorme Kräfte auf diesen Verzahnungen. Hinzu kommt, dass die typischen Einsatzbereiche der HKS-Drehmotoren in Industrie und Technik nach einer besonderen Zuverlässigkeit der Systeme rufen. In der KHS-Produktion entstehen deshalb ausnahmslos extrem stabile und präzise Verzahnungen, heißt es. Und die Fehlertoleranz liege bei „null“.

Wälzfräsen mit großem Arbeitsraum

Die machbare Bandbreite von Bauteilen gilt als direkter Beleg für die besondere Stärke der Emag-Richardon-Systeme mit ihrer außergewöhnlich großzügigen Grundkonstruktion. Ein großer Arbeitsraum mit langen Verfahrwegen sowie ein breit angelegtes Drehzahl- und Leistungsspektrum, was wiederum die Bearbeitung von ganz unterschiedlich großen Bauteilen ermöglicht, sind laut Emag Richardon die Basis für diese Leistung. Darüber hinaus sollen noch gewisse Konstruktionsdetails der Maschine punkten: So reduziert eine Hauptbaugruppe aus hochwertigem Gusseisen die Schwingungen. Außerdem wird die Maschine sehr thermostabil bezeichnet. Unerwähnt dürfe auch der Werkstücktisch mit Torquemotor nicht bleiben, denn der Direktantrieb sei verschleiß-, spiel- und wartungsfrei sowie sehr präzise in seinen Bewegungen. Das zahlt sich während des Zerspanungsprozesses in Sachen Präzision aus, heißt es. Zu den weiteren Qualitätsmerkmalen zählt Emag Richardon auch die Doppel-V-Gleitführungen in allen Achsen.

Bearbeitungszeit von 3 Stunden auf 30 Minuten gedrückt

Seit einem Dreivierteljahr ist die vertikale Wälzfräsmaschine R 300 von Emag Richardon jetzt bei HKS im Einsatz. Deutliche Leistungssprünge im Vergleich zur vorher eingesetzten Technik, haben sich ergeben, heißt es: So hat sich zum Beispiel die Hauptzeit bei der Bearbeitung von sehr großen Verzahnungen von bis zu 3 h auf rund 30 min wirklich radikal verkürzt. Gleichzeitig ist die Standzeit der eingesetzten Wälzfräser um rund 30 % angestiegen. Und das heißt, dass die Werkzeugkosten für HKS sinken. Insgesamt werden auf der vertikalen Wälzfräsmaschine Modul-3-Außenverzahnungen mit einer Breite von 90 bis 350 mm bearbeitet. Die Kolben sind dabei zwischen 200 und 500 mm lang und zwischen 2 und 200 kg schwer, betont Vogt.

Umrüsten in wenigen Minuten möglich

„Eines unserer Ziele in Zuge der Investition war es, mit einem höheren Bearbeitungstempo in der Verzahnungsproduktion wachsende Stückzahlen zu bewältigen, denn das Anwendungsfeld unserere Technik wird stetig größer“, erklärt Vogt. Auf der anderen Seite müsse sich die Wälzfräsmaschine sehr schnell und einfach umrüsten lassen, denn die Losgrößen schwankten zwischen 1 und 50. Somit findet fast täglich ein Loswechsel statt, betont Vogt. Deshalb ist es wichtig, dass sich der Umrüstprozess je nach Bauteil in wenigen Minuten vollziehen lässt. Nach dem Einfahren der Maschine mit einem Musterstück, gehe es direkt wieder los.

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