Ein Abricht-Tool für alles

„Unsere Spezialität ist die Herstellung anspruchsvoller Zahnräder in großen wie in kleinen Serien – auf Wunsch sogar als Einzelstücke“, erläutert Thomas Huneke, Produktionsleiter der Gebr. Brinkmann GmbH in Detmold. Das mittelständische Maschinenbauunternehmen mit insgesamt rund 170 Mitarbeitern produziert neben Drehmaschinen auch Industriegetriebe sowie Zahnräder für eine breite Palette industrieller Anwendungen vom Fahrzeug- und Maschinenbau über Kompressoren und Vakuumpumpen bis zu Druckmaschinenantrieben und Anlagen der Verfahrenstechnik. Gestützt auf langjährige Erfahrung und den eigenen Maschinenbau können die Detmolder neben der Lieferung nach Kundenzeichnung auf Wunsch auch eigene Entwicklungsbeiträge als Dienstleistung anbieten.

„Getriebe müssen heute immer höhere Leistungen übertragen, aber dennoch lange leben und ruhig laufen. Das setzt entsprechende Qualität der Zahnräder voraus“, sagtβ Huneke. In diesem Zusammenhang sei es besonders wichtig, die gesamte Prozesskette im eigenen Hause haben. Schon der Einkauf habe Einfluss auf die Qualität des späteren Produkts, denn bei weitem nicht jeder Rohling werde hinterher zu einem vernünftigen Zahnrad. Und gerade in der heutigen Marktsituation sei das Beschaffen geeigneten Materials nicht immer einfach.

Ebenso bedeutsam sei das Beherrschen der Wärmebehandlung. Deshalb behält Brinkmann auch diesen Prozessschritt im eigenen Hause. Das sei zwar aufwändig, aber entscheidend, wenn es darum gehe, die Kontrolle über eine der wichtigsten Stufen des Fertigungsprozesses zu behalten. Dank der eigenen Abteilung könne man die sonst kaum vermeidbaren Schwankungen bezüglich Verzug und Oberflächenhärte eingrenzen und erziele wesentlich engere und gleichmäßigere Qualitätstoleranzen.

„Unser Erfolg beruht auch auf der Fähigkeit, sehr flexibel auf Kundenwünsche einzugehen“, ergänzt Produktionsleiter Huneke. Dies betreffe Auftragsmengen ebenso wie Lieferzeiten und das Eingehen auf besondere Vorgaben. Im Prinzip liefere man alles, was zwischen Antriebs- und Abtriebswelle vorkomme, vom Kegel- oder Stirnrad über Innen- oder Außenverzahnungen bis hin zu Schnecken. Dabei wagen sich die Detmolder auch an besonders knifflige Aufgaben heran, etwa schlanke Zahnkränze oder langschäftige Ritzel, die nur unter Zuhilfenahme spezieller Spanntechnik bearbeitet werden können.

„Vor zwei Jahren haben wir erstmals eine Zahnradschleifmaschine von Gleason-Hurth gekauft. Deren Konzept deckte sich hervorragend mit unserem Bedarfsspektrum“, erinnert sich Huneke. Von insgesamt fünf Anbietern habe dieses System am besten überzeugt. Neben Produktivität und Qualität des eigentlichen Schleifprozesses spiele heute die Peripherie eine immer wichtigere Rolle. Sie sei entscheidend für Rüstzeiten sowie Folgeaufwendungen und damit für die Kosten. Bei der Gleason 300TWG erfolgen Be- und Entladung durch einen Roboter, der mit Hilfe seines Doppelgreifers sowohl ein fertiges Teil entnimmt als auch ein neues einlegt. Gefüttert wird er je nach Aufgabenstellung von einem umlaufenden Band mit flexibel verstellbaren Paletteneinsätzen oder von gestapelten Paletten aus Tiefziehfolien.

„Besonders interessant war für Brinkmann die Möglichkeit, verschiedenste Schneckenprofile mit ein und demselben Diamantwerkzeug abzurichten“, verrät Dr. Antoine Türich, Global Product Manager Schleifen bei Gleason. Da die Schnecke im Einsatz einem Verschleiß unterliegt, muss sie nach einer bestimmten Anzahl von Bauteilen abgerichtet werden, um die geforderte Profilqualität einzuhalten. Das mit Diamanten bestückte Abrichtwerkzeug wird normalerweise genau auf das gewünschte Schneckenprofil hin gefertigt. Es ist nicht nur relativ teuer, sondern hat auch vergleichsweise lange Lieferzeiten von bis zu zehn Wochen.

Als Alternative hierzu bietet Gleason Hurth ein Konzept an, bei dem das Abrichtwerkzeug so gestaltet ist, dass es verschiedene Schneckenprofile abdecken kann. Mit nur sechs unterschiedlichen Abrichtwerkzeugen kann somit eine große Bandbreite verschiedener Schneckengeometrien bearbeitet werden. Eine weitere Alternative ist das so genannte zeilenförmige Abrichten bei dem sich mit nur einem Abrichtwerkzeug beliebige Schneckenprofile erzeugen lassen. Das Abrichtwerkzeug arbeitet hier nicht abbildend sondern fährt ähnlich wie ein Schneidwerkzeug Konturen ab. Diese Flexibilität beim Abrichten ermöglicht es Brinkmann, auch Sondergeometrien in kleinen Stückzahlen wirtschaftlich und schnell zu fertigen.

„Ungeachtet ihrer Flexibilität bezüglich der Bearbeitung kleiner Serien und schneller Umrüstbarkeit bietet die Gleason-Anlage auch eine hohe Produktivität“, sagt Thomas Huneke. Das zeige sich an zahlreichen Details wie dem optimalen Größenverhältnis (Durchmesser zu Breite) der Schleifschnecke, das direkten Einfluss auf die Produktivität hat. Zwar lasse sich eine Schnecke mit größerem Durchmesser öfter abrichten und dadurch länger nutzen, doch bedinge dies auch längere Verfahrhübe und damit langsamere Schleifzeiten. Bei der Gleason-Hurth-Anlage sei dieser Parameter sorgfältig auf maximale Anlagenproduktivität hin optimiert worden.

Im Vergleich zu konventionellen Konzepten bringe die Abstützung der Schleifschnecke durch ein zweites Lager gegenüber der Spindel als weitere Vorteile eine höhere Präzision oder größere Bearbeitungsgeschwindigkeiten – je nach Anforderungen ans Produkt. Diese zusätzliche Steifigkeit der Bearbeitungsachse sei um so wichtiger, da das Zahnflankenschleifen als kosten- und qualitätsdominanter Fertigungsschritt erst am Ende der Gesamtprozesskette stehe. Last but not least sei auch noch die Bedienerfreundlichkeit des Systems zu nennen. In der Steuerung wird eine Teilebibliothek mit allen bisher bearbeiteten Teilen aufgebaut. Bei Neueingaben genüge die Eingabe weniger Verzahnungs- und Werkzeugdaten. Die Steuerung schlägt darauf hin automatisch alle relevanten Prozess- und Abrichtdaten vor. Durch intelligente Parameterkontrolle in Verbindung mit grafischer Bedienerführung könne auch ein weniger erfahrener Mitarbeiter die Anlage schnell und effizient umrüsten.

„Verglichen mit dem früher eingesetzten System haben wir mit der neuen Anlage einige sehr erfreuliche Vorteile erzielt“, bilanziert Huneke. Besonders erfreulich sei angesichts der geforderten Umrüstflexibilität die Tatsache, dass man bezüglich der Rüstzeiten von früher 125 min inzwischen nahe an 60 min herangekommen sei. Diese Zeitangabe umfasst nicht nur das Umrüsten der Maschine an sich, sondern der gesamten Anlage einschließlich Peripherie. Kleine Raffinessen wie ein Schnellwechselsystem für die Schleifschnecken wirkten sich zudem positiv aus.

Doch nicht nur die Technik überzeugte Brinkmann. Auch die positiven Erfahrungen mit dem Service von Gleason-Hurth – etwa die weitergehende Systemunterstützung, wenn es beispielsweise darum gehe, die Steuerung um zusätzliche Funktionen zu erweitern – t rugen ihren Teil dazu bei, dass die Detmolder inzwischen bereits eine zweite TWG-Anlage von Gleason Hurth im Einsatz haben.

Klaus Vollrath Fachjournalist in Aarwangen/Schweiz