Kleiner Kopf bewegt Großes

Mit gekreuzten Achsen in Schneckenantrieben lassen sich große Kräfte bei relativ kleinem Bauraum übertragen. Diese Weisheit schien bei deutschen Entwicklern in den letzten Jahren in Vergessenheit geraten zu sein. Vor etwa drei Jahren war es deshalb der asiatische Markt, vor allem Hersteller von Reduktionsgetrieben, die die Fertigung von Schnecken und das Hartschälen mit entsprechenden Wälzfräsmaschinen forderten. Bei der Koepfer Verzahnungsmaschinen GmbH in Villingen-Schwenningen standen die Verantwortlichen vor der Wahl, entweder auf der Basis der wesentlich größeren Wälzfräsmaschine K 300 eine neue Maschine zu entwickeln oder für die bewährte K 200 deutlichen Zusatznutzen zu schaffen. Das Ergebnis ist eine K 200 mit neuem Universal-Shifting-Fräskopf – ein Fräskopf, der extrem leistungsfähig ist, sehr klein baut und für das Wälzfräsen von Stirnrädern sowie zum Fräsen von ein- und mehrgängigen Schnecken ausgelegt ist.

Die kompakte Bauform ermöglicht zudem, den Fräskopf unter den Reitstock zu schwenken und so Schneckengeometrien zu fräsen. Ein Highlight, wie Armin Wacker, Leiter Vertrieb und Marketing bei Koepfer, es bezeichnet, das vor allem für die typischen Hersteller von Reduktionsgetrieben, deren Zulieferer und die Automobilindustrie von großem Vorteil ist: „Mit der neuen K 200 haben wir es geschafft, völlig neue Einsatzbereiche zu erschließen. Anderseits erreichen wir in Verbindung mit der neuen Antriebstechnik auch eine Präzision, die nahe an einer Qualität liegt, die bisher nur mit dem Schleifen erreicht werden konnte. Damit wird die K 200 auch für sicherheitsrelevante Bauteile oder die Luft- und Raumfahrt sehr interessant.“

Diese hochgenauen Verzahnungen sind ein ganz entscheidender Aspekt. Bislang wurden Schneckenradantriebe mit gekreuzten Achsen in der Regel im Tauchverfahren gefertigt. Dafür sind zwar fast alle herkömmlichen Wälzfräsmaschinen geeignet, sie erreichen jedoch nicht die nötige Genauigkeit. Eine Präzision von DIN7 oder DIN6 ist aber in der Luft- und Raumfahrt – beispielsweise bei Antrieben für die Flugzeug-Landeklappen-Verstellung – zwingend erforderlich. Mit der K 200 konnten diese Vorgaben vor allem erfüllt werden, weil die Möglichkeit des Tangentialfräsens besteht, ein spezielles Werkzeug zum Einsatz kommt und die entsprechende Software entwickelt wurde. Deren Kennzeichen ist eine bedienerfreundliche Dialogprogrammierung, für die kein qualifizierter Facharbeiter mehr notwendig ist.

Mittlerweile sind auch die europäischen Ingenieure auf den Zug der gekreuzten Achsen in Schneckenantrieben aufgesprungen. Zu Recht, wie die betriebswirtschaftliche Betrachtung zeigt. Mit der K 200 kann die Schnecke weich vorgefräst, auf derselben Maschine mit dem Schälwälzfräsen hart nachbearbeitet oder sogar ohne Schleifen hart verzahnt werden. Das heißt, es wird bis 54 HRC gehärtet und anschließend in das harte Material gefräst. Der Vorteil: höchste Qualität. Die Summe aller Weiterentwicklungen macht die K 200 zu einer produktiven und wirtschaftlichen Maschine. Andererseits entwickelt sich der Markt rasant in Richtung Hartnachbearbeitung von Schnecken. Lag die Nachfrage nach dieser Form der Schneckenfertigung vor etwa sieben Jahren noch bei 1 %, sind das heute stolze 40 bis 50 %. So sind beispielsweise im Automobilbau Hilfsgetriebe für Fensterheber, Sitzverstellung oder auch Schiebedach mit gekreuzten Achsen ausgelegt. In Villingen-Schwenningen werden mittlerweile acht von zehn Maschinen des Typs K 200 mit dem Universalfräskopf ausgerüstet. Selbst Lohnverzahner sind inzwischen vom Konzept überzeugt.

Die K 200 ist für Verzahnungsaufgaben bis Modul 3 mm, Werkstückdurchmesser bis 120 mm und Werkstücklängen bis 300 mm ausgelegt. Selbst wenn die durchschnittlichen Losgrößen 4000 bis 5000 Stück im Jahr nicht übersteigen, wird die K 200 nahezu ausschließlich mit Automatisierungslösungen von Koepfer ausgestattet. Ob Ladeportal mit V-Greifer, schiefer Ebene und Bandablage, Mehrfachzuteiler mit Mehrfachzuführschiene oder der Langzeit-Umlaufspeicher – etwa 98 % der ausgelieferten Maschinen werden inzwischen mit einem der genannten Systeme geordert. Mehr noch: Mittlerweile greifen selbst andere Unternehmen der Branche auf die Automatisierungskonzepte aus Villingen-Schwenningen zurück. Ab Losgrößen von 30 Stück, spätestens jedoch ab 50 Einheiten und Bearbeitungszeiten von 1 bis 2 min rechnet sich das auch.

Aufbauend auf dem bewährten Polymerbetonbett und mindestens acht aktivierten CNC-Achsen – eine davon für das Ladeportal – setzt Koepfer nach wie vor auf die geschlossene Rahmenbauweise. Im Gegensatz zu vertikalen Maschinen mit der U-Form verhindert das geschlossene Kräftediagramm eine eventuelle Durchbiegung der Reitstock-Hauptspindelachse auch bei hohen Spann- und Bearbeitungskräften. In Sachen Steuerung kommt die vielleicht etwas exotische BWO zum Einsatz. Nach Meinung der Verantwortlichen hat die hier aber durchaus ihre Daseinsberechtigung. Ausgerüstet mit Touch-Panel verfügt sie über einen steuerungs-internen Programmspeicher mit 1 MB Speicherkapazität.

Für ältere Maschinen bietet das zur Salacher Emag-Gruppe gehörende Unternehmen einen Winkelfräskopf als Adapter für Shifting-Fräsköpfe zum Fräsen ein- und mehrgängiger Schnecken an.

Oliver Hagenlocher Leiter Kommunikation bei der Emag-Gruppe in Salach