Große Schleifpräzision – kleine Investitionskosten

Ob Nocken- und Getriebewellen, Wälzkörper oder Schaltwellen – die Massenproduktion von Wellen für den Automobilbau fordert die Produktionsplaner in besonderer Weise heraus. Vor allem Schleifprozesse stehen dabei im Zentrum: Sie müssen die hochgenaue Maßhaltigkeit und besondere Oberflächengüte der zentralen Antriebsbauteile garantieren, zugleich aber absolut prozesssicher und in riesigen Stückzahlen produzieren. Für die Bearbeitung von mittelgroßen Wellen mit einer Länge zwischen 400 und 545 Millimetern haben die Schleifspezialisten der Schaudt Mikrosa GmbH in Leipzig jetzt eine spitzenlose Außenrundschleifmaschine konstruiert, die diese Bedingungen passgenau erfüllt – mit weitreichenden Vorteilen für den Anwender.

Die Kombination von „Masse und Klasse“ kennzeichnet die Wellenproduktion wie kaum einen anderen Bereich im Automobilbau. Im späteren Einsatz sind die Bauteile extrem hohen Belastungen ausgesetzt. Hochwertige Werkstoffe und genaue Maße sichern deshalb ihre Funktionalität – und letztlich garantiert der Schleifprozess ihre Bauteilqualität. Die Schleifspezialisten von MIKROSA setzen bei dieser „Königsdisziplin“ im Motorenbau seit Jahrzehnten auf das spitzenlose Außenrundschleifen. Das Verfahren ist nicht nur extrem flexibel für unterschiedlichste Bauteile einsetzbar. Die spezifische Maschinenkonstruktion von MIKROSA sorgt zugleich für Präzision und kurze Taktzeiten. „Gerade wenn es darum geht, gleichzeitig besondere Qualität und Produktivität während des spitzenlosen Schleifens sicherzustellen, sind wir Technologieführer“, bestätigt Karsten Otto, Technischer Leiter der Schaudt Mikrosa GmbH.

Investitionskosten sinken ab

Mit der neuen Schleifmaschine KRONOS L 550 schließen die Maschinenbauer jetzt eine Lücke in ihrem High-Tech-Angebot: Zum ersten Mal bietet MIKROSA eine spitzenlose Schleifmaschine für Werkstücke bis zu einer maximalen Länge von 545 Millimetern an. „Bislang kam bei Wellen einer mittleren Größe von etwa 400 bis 480 Millimetern nur die KRONOS L 660 in Frage. Allerdings ist die maximale Schleifscheibenbreite für diese Bauteilgröße eher überdimensioniert“, erklärt Otto. „Die KRONOS L 550 verfügt hingegen über eine ideale Schleifscheibenbreite und hat eine entsprechend geringere Antriebsleistung von 40 kW. Das ist natürlich ein entscheidender Vorteil mit Blick auf die Gesamtkosten.“

Die Konstruktion baut ansonsten auf die technische Qualität der größeren Maschine auf. Das beginnt bereits beim Maschinenbett aus GRANITAN®: Es ist außergewöhnlich stabil sowie schwingungsgedämpft und somit mitverantwortlich für die Präzision beim Schleifen. Die Zustellung beider Schlitten erfolgt mittels Servoantrieb über eine spielfrei vorgespannte Kugelumlaufspindel. Für eine exakte Positionierung der Zustellachsen mit Schleifscheibe und Regelscheibe sorgen lineare Messsysteme. Auch hier gilt: Die Präzision ist „mit eingebaut“. Ähnlich wichtig für die Produktivität beim Anwender ist der ortsfeste Schleifspalt – die Auflageschiene bewegt sich während des spitzenlosen Schleifens nicht. „Die Automation benötigt somit keine zusätzlichen Nachführachsen. Das Be- und Entladen wird deutlich einfacher“, erklärt Otto.

Passgenaue Konfiguration

Die Werkzeuge der Anlage wurden passgenau auf die mittlere Werkstückgröße hin konfiguriert. Die Wirtschaftlichkeit des Schleifprozesses steigt dabei massiv an:

So beträgt der maximale Durchmesser der Schleifscheibe 660 Millimeter. Im Vergleich zur (kleineren) Schleifscheibe der KRONOS M 400 bleibt sie also deutlich länger im Einsatz. Der nutzbare Bereich am Werkzeug ist um 25 Prozent größer, seine Standzeit vergleichbar länger.

Ähnliche Vorteile zeigen sich an der Regelscheibe. Sie hat einen maximalen Durchmesser von 400 Millimetern. Die Standzeit ist somit um 25 Prozent höher als bei dem kleineren Maschinenmodell.

„Die größeren Durchmesser an Schleif- und Regelscheibe sorgen direkt für sinkende Nebenzeiten im Vergleich zu kleineren Anlagen, weil Werkzeugwechsel deutlich selten notwendig werden. Außerdem sinken natürlich die Werkzeugkosten“, erklärt Otto die Wirkung beim Anwender.

Einstechschleifen oder Durchgangsschleifen

Diese technische Konfiguration ist die Grundvoraussetzung für den Erfolg. Ebenso wichtig ist allerdings die Entwicklung von passgenauen Produktionslösungen für unterschiedliche Bauteile, denn auf der Anlage können neben Durchgangsteilen wie Stoßdämpferkolbenstangen, Bremskolben, Wälzlagerringe oder Wälzkörper auch Einstechteile wie Nocken-, Getriebe- und Schaltwellen geschliffen werden. Zum Beispiel wird eine Getriebewelle mit Spline-Verzahnung aufgrund des Einflusses auf die Rundheit häufig in zwei Takten im Einstechverfahren bearbeitet. Nach dem Vorschleifen erfolgt innerhalb der Maschine ein Vertakten auf die Fertigschleifposition. Beide Operationen laufen dabei gleichzeitig ab. Natürlich ist auch eine Mehrfachproduktion in Abhängigkeit von der Teilelänge möglich. „Wir passen die Anlage für jeden Kunden sehr spezifisch an. Das gewünschte Werkstück bestimmt über die Auslegung der Maschine. Auf diese Weise sind am Ende häufig enorme Sprünge in der Produktivität möglich“, so Otto.

Große Marktchancen

Passgenaue Leistungsdaten bei Antrieb und Schleifscheibe, dazu eine spezifische Konfiguration je nach Anwendung – vor diesem Hintergrund geben die Schleifspezialisten ihrer neuen Anlagenlösung große Marktchancen. Bis zu 25 Prozent des Umsatzvolumens der Schaudt Mikrosa GmbH bei spitzenlosen Außenrundschleifmaschinen könnte zukünftig durch das neue Modell erwirtschaftet werden, schätzt Otto. Entscheidend ist dabei einerseits, dass sehr viele Wellen-Bauteile am Auto die beschriebene mittlere Größe aufweisen. Auf der anderen Seite ist die spitzenlose Schleiftechnik bei vielen Bauteilen ohnehin erste Wahl, wenn große Stückzahlen in einem hochgenauen und schellen Verfahren bearbeitet werden. „Wir sind uns sicher, dass in den neuen asiatischen Märkten, aber auch in Europa oder Amerika viele Anwender auf die Maschine setzen werden“, so Karsten Otto abschließend. „Die KRONOS L 550 wird sich durchsetzen.“

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