„Bei der Hauptzeit sind wir jetzt 50 Prozent schneller“

In der spanenden Fertigung werden in Garching unter anderem die Gehäuse für Bus-Automatikgetriebe sowie für die Voith-Retarder bearbeitet. Dies sind für den Dauerbetrieb ausgelegte, hydrodynamisch und somit verschleißfrei arbeitende Bremsen. Retarder unterstützen bei Nutzfahrzeugen wie Lkw oder Bussen die normale Betriebsbremse oder übernehmen in den meisten Fällen das Bremsen sogar ganz. Dies schont die Betriebsbremse, schützt diese vor Überlastung und erhöht so die Sicherheit.

Ein Beispiel, wo eine Werkzeugneuentwicklung einen gewaltigen Geschwindigkeitsschub bei der Bearbeitung der Retarder-Gehäuse ausgelöst hätte, sei ein Teil der Bohrbearbeitung. Dabei geht es um das Bohren von Kernlöchern für Gewinde M10, also 8,5 mm mit angrenzender Fase. Außerdem um 7 bis 10 mm tiefe Bohrungen mit Durchmesser 11 mm und einer sich anschließenden Bohrung mit 8,5 mm Durchmesser zur Aufnahme von Führungsstiften. Hergestellt werden in der ersten Aufspannung zehn Bohrungen und in der zweiten 21 − sowohl als Sackloch- wie auch als Durchgangsbohrungen. Diese werden zum Beispiel für die Verschraubungen des Deckels oder für die Anflanschung des Wärmetauschers benötigt. „Wir bohren teilweise zwei Durchmesser oder auch nur Sacklöcher mit Fase“, fasst Seifert die Situation zusammen. „Also ganz unterschiedliche Bearbeitungen mit ein und demselben Werkzeug.“ Bisher übernahm diese Aufgaben ein normaler Stufenbohrer aus Vollhartmetall.

Bei Voith bezieht man die Werkzeuge von verschiedenen Lieferanten, zu denen schon seit sehr vielen Jahren der fränkische Hersteller Emuge-Franken zählt. So auch die Werkzeuge zur Gewindeherstellung bei den Retarder-Gehäusen. „Ich hatte im Internet mit großem Interesse gelesen, dass Emuge dabei ist, unter dem Namen PunchDrill einen neuartigen 2-schneidigen Hochvorschubbohrer für Aluminium-Gusslegierungen auf den Markt zu bringen“, erinnert sich Seifert. „Im Vergleich zu konventionellen Werkzeugen sollten damit doppelte Vorschubwerte möglich sein, und dies bei vergleichbarer Werkzeugstandzeit.“

Seifert sprach Armin Kusch darauf an, der als Außendienstmitarbeiter von Emuge-Franken Voith in Garching betreut. Und Kusch versprach, den PunchDrill als Stufenbohrer anfertigen zu lassen und für Versuchszwecke mitzubringen. Denn der im Nenndurchmesser-Bereich von 2,5 bis 20 mm bei Bohrtiefen von 10 x D erhältliche neue Hochvorschubbohrer wird zur Zeit ausschließlich nach Kundenvorgaben als Sonderwerkzeug hergestellt und befindet sich noch in der finalen Markteinführungsphase, in der die Anwendung beim Kunden noch engmaschig beobachtet wird. In diesem Fall handelte es sich um die Maße des bisherigen VHM-Stufenbohrers mit D 8,5 mm, D 11 mm sowie 12 mm Schaftdurchmesser.

Der Ingenieur war bei der Entwicklung des PunchDrill von Anfang an dabei und kennt somit auch die Hintergründe seiner Entstehung. Denn der PunchDrill wurde quasi parallel mit dem Emuge Taptor entwickelt, ein in Zusammenarbeit mit Audi entwickeltes Werkzeug, mit dem ein Gewinde ohne vorheriges Bohren direkt im Vollen erzeugt werden kann. Um einen sicheren Prozess zu gewährleisten, war eine der Herausforderungen bei der Entwicklungsarbeit, dafür zu sorgen, dass die Späne die Bohrung absolut sicher verlassen können. „Das haben wir durch eine innovative Geometrie der Stirn erreicht“, erklärt Funk. „Der von uns speziell dafür entwickelte Spanteiler gewährleistet, dass die abgetragenen Späne besonders kurz sind und stets die gleiche Form haben.“ Dieser innovativ geformte Spanteiler hilft zusammen mit den großen Freiwinkeln an der Bohrerspitze auch dabei, die Bearbeitungskräfte zu kontrollieren und gering zu halten. „Durch den Spanteiler ist die Hauptschneide quasi getrennt. Deshalb kommen wir beim PunchDrill auch mit nur zwei Schneiden aus.“

Hinzu kämen neu entwickelte Oberflächenbehandlungen sowie eine spezielle Beschichtung, die genau für das Bearbeiten von Aluminium-Gusslegierungen mit mindestens 7% Siliziumanteil sowie von Magnesiumlegierungen ausgelegt sei. In der Summe sorge dies für eine sichere Spanabfuhr, was sehr wichtig sei, so Funk. „Auf diese Weise erreichen wir eine hohe Standzeit, Prozesssicherheit und somit auch eine hohe Wirtschaftlichkeit des Werkzeugs.“

Die neuen Schnittdaten absolvierte der PunchDrill mit Bravour. Die Hauptzeit pro Bohrung hatte sich tatsächlich um etwa 50 % reduziert. Und die Standzeit? „Wir hatten die Standzeit aus Gründen der Prozesssicherheit gegenüber dem Vorgängerwerkzeug zunächst halbiert, den Standweg damit aber gleich gelassen, weil der PunchDrill schneller ist“, sagt Seifert. Gemeint ist nicht der Ist-Verschleiß des Bohrers, sondern der Zeitpunkt, an dem im Prozess das Werkzeug aus Sicherheitsgründen prophylaktisch gewechselt wird. „Denn wir wollen auf keinen Fall Werkzeugbrüche riskieren.“

Bisher gab es nur einen Nachschliff. Dabei wurde bei Emuge auch das Verschleißbild genau untersucht. „Das Ergebnis soll aber noch besprochen werden“, sagt Außendienstler Kusch, der die Versuche mit dem PunchDrill intensiv mitbegleitet hatte. Ob dieser gegenüber dem Vorgängerwerkzeug sogar den doppelten Standweg ohne Verschleiß durchhält, wisse man noch nicht. Dazu Seifert: „Wir befinden uns ja zusammen mit Emuge immer noch in der Versuchsphase.“ Vorläufiges Ziel ist ein Standweg von 6.000 m. Doch selbst mit dem bisher Erreichten sei er mehr als zufrieden. Die Frage nach dem Wow-Effekt beantwortet er so: „Bereits der doppelte Vorschub und damit die Halbierung der Hauptzeit ist mehr als wow. Das muss man erst mal schaffen.“ Die Vorteile hätten jetzt schon so überzeugt, das geplant sei, den PunchDrill auch für andere Durchmesser und bei weiteren Gehäusetypen einzusetzen.