„Heiße Späne müssen raus aus der Maschine“

Präzisionszerspanung erfordert eine stabile Maschine mit genauen Führungen und optimaler Thermostabilität. Dieter Grözinger, Leiter Teilefertigung bei Index im Werk Deizisau und Fachmann für die Metallbearbeitung, weist jedoch darauf hin, dass auch das Umfeld der Maschine eine große Rolle spielt. Dazu gehört die Hallenumgebung und ein funktionierendes KSS- und Späne-Management. „Wir brauchen in der Maschine gleichbleibende Temperaturbedingungen“, argumentiert Grözinger. „Heiße Späne müssen so schnell wie möglich aus der Maschine gespült werden, bevor sie ihre Temperatur an die Achsen oder das Bauteil abgeben können.“ Das erfordere eine Hochdruckspülung und entsprechende Pumpen, die wiederum auf sauberen Kühlschmierstoff angewiesen sind. Ohne diese Technik funktioniere kein Prozess. Gute Erfahrungen im KSS-Management hat der Drehmaschinenhersteller Index mit Knoll Maschinenbau gemacht. Das Unternehmen aus Bad Saulgau ist ein Spezialist für das Fördern, Filtern und Pumpen in der Zerspanung, egal ob das Verfahren Drehen, Fräsen, Schleifen oder Bohren heißt. Index stattet die meisten seiner Ein- und Mehrspindelautomaten mit Knoll-Equipment aus. Auch Joachim Fink, Werkleiter bei Index in Deizisau, ist von den Knoll-Anlagen überzeugt: „Wenn wir neue Maschinen anschaffen, dann mit einem KSS-Management von Knoll.“

Index setzt auf eine hohe Fertigungstiefe, da bei selbst gefertigten Teilen eine kontrollierte Qualität und höhere Flexibilität im Produktionsablauf möglich sind. Sogar das Maschinenbett gehört bei Index zu den Kernkompetenzbauteilen, die nach Möglichkeit im eigenen Haus bearbeitet werden.

Eine hohe Auslastung des vorhandenen Maschinenparks und das Vermeiden von Versorgungsengpässen waren vor drei Jahren die Gründe, in ein zusätzliches Bearbeitungszentrum zu investieren. Joachim Fink: „In dieser Zeit vergaben wir Aufträge auch extern, wir mussten unsere Kapazitäten dringend erweitern.“ In der engeren Wahl standen Portalfräsmaschinen mit einem Maschinenkonzept, das hohe Steifigkeit und die Möglichkeit der Komplettbearbeitung bot. Doch durch die erforderliche Größenordnung favorisierten die Index-Verantwortlichen am Ende die Horizontalbearbeitung, allerdings so stabil ausgeführt, dass Präzisionsbearbeitung im unteren µm-Bereich möglich ist. „In dieser Größenordnung hatten unsere bisherigen Maschinenlieferanten nichts im Angebot“, erklärt Fertigungsleiter Grözinger. „Dann stießen wir auf das Unternehmen Burkhardt + Weber, das auf den Großmaschinenbereich spezialisiert ist.“

Qualität steht für Burkhardt + Weber an erster Stelle. Das betrifft die selbst gefertigten Kernbaugruppen wie Spindel, Werkzeugmagazin, Palettenwechsler und Maschinentisch. Auch die zugelieferten Komponenten werden sorgfältig ausgewählt. Bei Vertriebsleiter Michael Wiedmaier stieß daher der Wunsch nach einer KSS-Anlage von Knoll auf offene Ohren: „Knoll ist quasi unser Haus- und Hof-Lieferant, bei dem alles passt: Die erreichbaren Filtergrade, die Ergonomie beim Wechseln der Filterrolle und die Pumpen.“

Index entschied sich für das Bearbeitungszentrum MCX 1400 mit einem Störkreis von 4,1 m und einer Palettengröße von 1600 x 2500 mm mit einer Tragkraft von 11 t. Die von Index geforderten Details waren selbst für Burkhardt + Weber anspruchsvoll. Ein Hauptkriterium des Projekts waren die Genauigkeiten bei Winkligkeit und Parallelität der Führungen über größere Führungslängen. Festgelegt wurden Genauigkeiten kleiner 10 µm auf teilweise über 2 m Länge. Michael Wiedmaier kann auf das Abnahmeprotokoll verweisen: „Bei der Geometrie- und Lasermessung lagen unsere Werte unter den geforderten Werten.“ Hohe Anforderungen gab es auch bei den Werkzeugen. Für die großen Winkelköpfe wurde eine Spindel mit sogenannter Vierfachklemmung gewählt, die bis zu 75 kg schwere Werkzeuge automatisch aus dem Magazin aufnehmen kann.

Index war von der Qualität überzeugt und erweiterte die Investition. Eine etwas kleinere Maschine von Burkhardt + Weber, eine MCX 1200 mit einem Störkreis von 3,2 m und 1250 x 1600 mm-Paletten, sollte ein 18 Jahre altes Großteile-BAZ ersetzen. Das hatte auch Konsequenzen für das KSS- und Spänemanagement. Anfangs waren Einzelanlagen an den beiden Großbearbeitungszentren vorgesehen. Doch bei der Detailplanung ließen die Umfänge bei Behältergröße, Filter- und Durchflussleistung eine Zentralanlage sinnvoll erscheinen. Zumal daran auch sukzessive die restlichen Maschinen der kubischen Fertigung anschlossen werden können. „Eine zentrale Späneaufbereitung bedeutet mehr Sauberkeit an den Maschinen und weniger Stillstandszeiten“, weiß Werkleiter Fink.

Die Vorgabe für Knoll war, die Anlage für einen maximalen Volumenstrom von 4000 l/min und eine Spänemenge bis zu 500 kg/h zu konzipieren. Für Knoll-Geschäftsführer Matthias Knoll war das ein Auftrag, der sich ausschließlich mit Standardkomponenten bewerkstelligen ließ: „Wir haben nicht nur Filter und Förderkomponenten im Programm, sondern realisieren auch die Spänezerkleinerung und Verpumpung über Rohrleitungen an der Decke.“ Knoll installierte an beiden Maschinen von Burkhardt + Weber ein Schneidwerk mit Rückpumpstation. An der zentralen KSS-Filteranlage erfolgt die Spänevorabscheidung über einen Kratzerförderer. Dort befreit eine Zentrifuge die Späne von Restflüssigkeiten. Schließlich transportiert ein Austragsförderer die trockenen Späne in zwei Container.

Kernelement der Zentralanlage ist ein Vakuumfilter VLX 5000, der für die Vollstromreinigung von Kühlschmierstoffen an mehreren Maschinen konzipiert ist. Wegen des hohen Gussanteils wurde nicht ein Endlosband, sondern ein Filtervlies eingesetzt, das auch den Graphitanteil besser aufnimmt. Anschließend wird das gereinigte Medium wieder zur Maschinen gepumpt. Zerspanungsfachmann Dieter Grözinger: „Wir wollten unter 30 µm Filterfeinheit bleiben, damit wir für unsere Hochdruckpumpen nicht noch einen weiteren Feinstfilter installieren müssen.“ Die Reinheit wurde erreicht. Für hohe Verfügbarkeit sorgen Pumpen, die verbrauchsabhängig zu- und abgeschaltet werden.

Flexibilität und Verfügbarkeit erwartete Index auch von der Automatisierung der neuen Großmaschinen. Dass die beiden Bearbeitungszentren mit einem flexiblen Palettensystem ausgestattet werden, stand für das Team um Joachim Fink außer Frage: „Wir setzen auf mannarme Nachtproduktion und Pausendurchlauf.“ In diesem Segment setzt Index auf den finnischen Hersteller Fastems. Für die beiden Maschinen installierten die Finnen ein zweigeschossiges Fertigungssystem mit einer Kapazität von 16 Plätzen und zwei Ladestationen. Die Paletten lassen sich parallel zur Bearbeitung rüsten. Durch die vorgerüsteten Bauteile ist ein mannloser Abschaltbetrieb möglich und eine flexible Fertigung gesichert.

Wolfgang Klingauf Fachjournalist in Augsburg