Universaltalent zum Schleifen von Wellen

Um den aktuellen Forderungen nach hoher Prozesssicherheit und dokumentierten Prozessen zu entsprechen, stattet der Hersteller die Montagewerkzeuge mit Sensoren zum Messen von Drehmomenten sowie mit einer digitalen Datenübertragung per Kabel oder Funk (WLAN) aus. Wie Niko Schindelarz, Supervisor Machining, berichtet, gelten Cleco-Montagewerkzeuge weltweit in der Industrie als hochwertig, robust, langlebig und zuverlässig. Einen wichtigen Beitrag dazu leiste die große Fertigungstiefe bei Apex. Nahezu sämtliche für die Funktion wichtigen Komponenten der Schraubwerkzeuge werden im Unternehmen in Westhausen produziert. Das betrifft vor allem Motor- und Getriebewellen, Hebel, Ventile, Nocken und Gehäuse.

„Wegen der Vielzahl an Varianten und der zunehmenden Nachfrage nach individuellen Ausstattungen sind wir gefordert, Bauteile in kleinen Serien und sogar als Einzelstücke sehr kurzfristig zu fertigen“, sagt Johannes Mäule, Production Engineer in Westhausen. Wie er weiter ausführt, betrifft das sämtliche Fertigungsschritte und -verfahren, vom Drehen, Bohren und Fräsen bis zum Schleifen. „Speziell unsere Wellen für Motoren und Getriebe müssen wir auf wenige Mikrometer genau schleifen. Nur so können wir den äußerst ruhigen Lauf und die lange Lebensdauer unserer Schraubwerkzeuge verwirklichen“, ergänzt Schindelarz.

Doch war das bis vor wenigen Monaten noch sehr aufwendig. Zum Rundschleifen stand lediglich eine Schleifmaschine zur Verfügung, die man bereits zu Beginn der 1980er Jahre beschafft hatte. Um die Vielzahl an 30 bis 650 mm langen Wellen mit 3 bis 65 mm Durchmesser zu schleifen, musste die Maschine immer wieder umständlich manuell umgerüstet werden. Das stand einer bedarfsgerechten und flexiblen Fertigung entgegen. „Vor allem war es zunehmend unwirtschaftlich. Rüstzeiten dauerten meist zwei- bis dreimal so lange wie die Bearbeitungszeiten“, erläutert Mäule. Zudem waren die Genauigkeiten in Durchmessern und Zylindrizität speziell bei langen, schlanken Wellen nur mit einigem Aufwand zu erreichen, wie Schindelarz berichtet. Und dies sei allein mit erfahrenen und seit vielen Jahren mit dem Schleifen betrauten Fachkräften möglich. „Diese Fachkräfte wechseln derzeit und in den kommenden Jahren in den Ruhestand. Damit steht uns deren Know-how nicht mehr zur Verfügung. Die Ausbildung von Nachwuchskräften konzentriert sich aber inzwischen auf andere Aspekte als noch vor einigen Jahren. Manuelle Eingriffe an Maschinen sind eher unerwünscht, dafür stehen die Programmierung und die optimale Parametrierung der Prozesse im Vordergrund“, führt Schindelarz aus.

In dieser Situation entschieden die Verantwortlichen bei Apex, beim Schleifen – ebenso wie bei anderen Bearbeitungsverfahren – in aktuelle Technologie zu investieren. Denn aus dem gewandelten technischen Umfeld ergaben sich zahlreiche weiterreichende Forderungen an Maschinen und Fertigungsanlagen. Neben einer hohen Flexibilität betrifft dies beispielsweise Möglichkeiten, Prozesse automatisiert zu überwachen sowie Prozess- und Produktionsdaten in ein digitales Netzwerk zu übertragen. „Zudem können wir nur mit aktueller und zukunftsorientierter Technologie als attraktiver Arbeitgeber auftreten und den dringend benötigten Nachwuchs für Tätigkeiten in unserem Unternehmen begeistern“, ergänzt Schindelarz. Nach umfassenden Vergleichen unterschiedlicher Maschinenkonzepte entschieden sich er und Mäule, in eine Universal-Rundschleifmaschine S31 von Studer zu investieren.

Wie Schindelarz erklärt, sei es zunächst darum gegangen, die Bedarfsanalyse sorgfältig zu erstellen, um von den kaufmännisch Verantwortlichen im US-amerikanischen Konzern die Zustimmung für das erforderliche Budget zu bekommen. „Wir konnten aber anhand der betrieblichen Vorteile eindeutig nachweisen, dass sich die – im Vergleich zu Wettbewerbsprodukten – höhere Erstinvestition rasch als profitabel erweisen wird“, sagen Mäule und Schindelarz übereinstimmend. Das gesamte Spektrum an Wellen kann inzwischen auf nur einer Maschine geschliffen werden. Zum Rüsten der Werkstücke und zum Rüsten der Schleifscheiben ist die Rundschleifmaschine S31 trotz der vollständigen Umhausung sehr gut zugänglich. Übereinstimmend mit den Maschinenbedienern lobt Schindelarz vor allem die sehr gute Arbeitsergonomie.

So profitieren die Fertigungstechniker in Westhausen von deutlich kürzeren Rüstzeiten im Vergleich zu den ehemaligen Schleifmaschinen. Wesentlich trägt dazu auch die spezielle, nur auf Schleifmaschinen von Studer verfügbare Funktion Quick-Set bei. Dazu berichtet Cornelius Wecht, bei Studer für den Vertrieb in Süddeutschland verantwortlich: „Dank Quick-Set speichert die Steuerung die genauen Abmessungen aller auf der Schleifmaschine eingesetzten Schleifscheiben. Deshalb kann man auch bereits mehrfach genutzte, wiederholt abgerichtete Schleifscheiben kurzfristig rüsten und erneut unverzüglich nutzen. Die Steuerung kennt nach dem Einwechseln der Schleifscheibe die genauen Abmessungen, ein erneutes Messen oder gar Abrichten auf der Maschine entfällt.“ Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, Profilschleifscheiben direkt auf der Rundschleifmaschine abrichten zu können. Dazu stellt die Software Studer Dress entsprechende Zyklen bereit. Mit ihnen werden an den Profilschleifscheiben nur die jeweils benötigten Geometrien rotativ abgerichtet. Laut Schindelarz verkürzt das zum einen die Rüst- und Nebenzeiten. Zum anderen sorgt es für höhere Genauigkeiten und bessere Oberflächen an den geschliffenen Bauteilen.

Für Schindelarz bietet vor allem auch das Steuerungskonzept der Rundschleifmaschine S31 herausragende Vorteile. Wie er betont, ist die Bedienoberfläche sehr gut verständlich. Die Werker und Programmierer werden übersichtlich mit Grafiken und Dialogen durch die Eingabefelder geführt. Zudem verfügt die Steuerung über eine Datenbank mit allen zum Schleifen erforderlichen Parametern. „Wir bezeichnen das als Studer Technology integrated“, erläutert Wecht. Anhand der Werkstückgeometrien sowie der geforderten Genauigkeiten und Oberflächengüten wählt der Maschinenbediener die von der Software vorgeschlagenen Parameter. Jederzeit kann der erfahrene Schleifer die vorgegebenen Parameter anpassen und somit den Schleifprozess weiter optimieren. „Damit erweist sich die S31 als ideal für die Werkstattpraxis. Flexibel kann bei uns jede Fachkraft für spanende Bearbeitung auch an der Rundschleifmaschine arbeiten. Spezialwissen zum Schleifen ist nicht nötig. Das schafft uns hohe Flexibilität“, urteilt Schindelarz.

Auf der Rundschleifmaschine S31 bei der Apex Tool Group ist der Schleifspindelstock mit einer B-Achse ausgeführt. In Schritten von 1° kann der Schleifspindelstock geschwenkt werden. Aufgebaut sind zwei Spindelantriebe mit je einer Schleifscheibe zum geraden und zum schrägen Einstechen. „In einem Ablauf können wir ohne Rüstarbeiten an einem Werkstück gerade und schräg einstechschleifen. Somit lassen sich nahezu sämtliche Bauteile komplett in einer Aufspannung fertig bearbeiten“, erläutert Schindelarz die Vorteile der B-Achse und betont ausdrücklich: „Mit der Ausstattung, die wir für uns gewählt haben, hat die S31 letztlich das Attribut universal vollauf verdient.“ Nach nunmehr knapp fünf Monaten hat die Rundschleifmaschine S31 bewiesen, dass sie die weitreichenden Forderungen der Werkzeughersteller rundum erfüllt.

Konrad Mücke/rk