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Mit High-Speed zu Schneckenwellen

: Seco Tools


Wirtschaftlichkeit ist für den Antriebsspezialisten Watt Drive nicht nur bei seinen eigenen Produkten ein Anliegen. Deshalb suchte man auch für das Vorfräsen von rund 7.000 Stück Schneckenwellen pro Jahr eine schnellere und bessere Methode. Gelöst wurde dies in einem Projekt mit Seco Tools. Das daraus resultierende Ergebnis ist mit 85 Prozent Zeitersparnis ziemlich beeindruckend.

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Der neue Wendeplatten-Scheibenfräser Durchmesser 213 mm bei der Bearbeitung einer dreigängigen Schneckenwelle.

Der neue Wendeplatten-Scheibenfräser Durchmesser 213 mm bei der Bearbeitung...

Autor: Ing. Robert Fraunberger / x-technik

Das niederösterreichische Unternehmen Watt Drive, mit Sitz in Markt Piesting südlich von Wien, spielt weltweit eine bedeutende Rolle, wenn es um Lösungen und Antworten aus dem Bereich Automatisierung und Antriebstechnik geht. Insgesamt befassen sich 150 Mitarbeiter mit der Entwicklung, Herstellung und dem Vertrieb von Maschinenantrieben, im Speziellen mit Getriebemotoren, Drehstrommotoren, Frequenzumrichtern sowie kompletten Antriebssystemen. Watt Drive konzentriert sich dabei ausschließlich auf die Herstellung verschiedener Getriebe bis zu einer Größe von 20.000 Nm Abtriebsdrehmoment. Die verbauten Motoren werden zugekauft, jedoch noch veredelt.

„Aufbauend auf unseren modularen Getriebebaukasten werden mittels modernster Motoren- und Umrichtertechnik höchste Kundenanforderungen erfüllt. Die besondere Zahngestaltung sowie das Oberflächenfinish garantieren höchste Tragfähigkeit. Somit ergeben sich kleinere Zahnräder bei gleichem Drehmoment. Dadurch entstehen kleinere Getriebe mit einer überragenden Leistungsdichte“, nennt Ing. Roland Pöll, Fertigungsleiter bei Watt Drive, wesentliche Produktvorteile. Eine breite Palette an Dienstleistungen, kompetente Beratung, Engineering, Projektierung, Projektmanagement, Inbetriebnahme und Service runden das reichhaltige Angebot ab.

Mechanische Fertigung als wichtiges Standbein

Um am Weltmarkt bestehen zu können, verlangt es nach technisch ausgereiften
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Produkten mit höchster Präzision. Dies gilt natürlich auch für den Bereich der Antriebstechnik, wo unter anderem Trends wie Energieoptimierung durch immer kleinere und leichtere Systeme im Vordergrund stehen.

Nicht zuletzt deshalb wird bei Watt Drive auch die gesamte mechanische Fertigung mit 47 Mitarbeitern selbst durchgeführt. Zumeist 3-schichtig werden zirka 10 Tonnen Rohmaterial pro Woche verarbeitet. Dabei kommen nahezu alle Zerspanungsverfahren zum Einsatz. Das Drehen von Wellen und Verzahnungsteilen, das Fräsen von Getriebegehäusen, hochpräzises Finishing mittels Schleifen oder Hartdrehen, das Vor- und Fertigverzahnen der Verzahnungsteile sowie aufgrund eines speziellen Motorritzels auch das Hohnen. Die Wirtschaftlichkeit steht bei Watt Drive nicht nur bei seinen Produkten sondern auch in der Produktion selbst im Vordergrund, das unter anderem eine mit einem Fastems-Palettensystem verkettete Anlage von vier Bearbeitungszentren für die „Rund um die Uhr Zerspanung“ der Getriebegehäuse und –teile belegt.

Herstellung von Schneckenwellen

Eine wichtige Bearbeitung bei Watt Drive ist das Vorfräsen von Schneckenwellen aus 16MnCr5 (Anm.: acht verschiedene Modelle mit in Summe 7.000 Stück pro Jahr). Seit jeher wurden diese mit beschichteten HSS-PM-Werkzeugen durchgeführt. „Grundsätzlich waren wir mit diesen Werkzeugen zufrieden, doch die Laufzeit erschien uns mit über 11 Minuten reiner Zerspanzeit relativ lange. Wir waren daher schon länger auf der Suche nach einem effektiveren Werkzeug“, erinnert sich der Fertigungsleiter.

Als
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Die verschiedenen Module von 2 bis 4,5 werden mit insgesamt fünf verschiedenen Scheibenfräsern bearbeitet.

Die verschiedenen Module von 2 bis 4,5 werden mit insgesamt fünf verschiedenen...

man vom bekannten Werkzeugspezialisten Seco Tools einen Scheibenfräser für eine andere Aufgabe orderte, wurde Horst Friedreich, Leiter der Verzahnungsabteilung, neugierig, ob es nicht ähnliche Werkzeuge auch für seinen Anwendungsfall gibt, denn der schnelle und einfache Wechsel der Wendeplatten gefiel ihm ebenso gut wie deren lange Standzeit und die hohen Zerspanungsraten. Mit seiner Idee wandte er sich an den Seco Tools Anwendungstechniker DI (FH) Johannes Wirtl. Seco Tools führt bereits Abwälzfräser für die Module 8 bis 24 im Programm, doch nicht, wie bei Watt Drive benötigt, von Modul 2 bis 4,5. „Bei der Erzeugung von Fräsern für diese kleinen Modulgrößen liegt die Herausforderung eindeutig in der Herstellung entsprechend kleiner Wendeplatten, um eine hohe Verzahnungsqualität zu garantieren. Bevor wir hier noch eine Auskunft geben konnte, musste ich die Machbarkeit erst mit unserem Tochterunternehmen in Bourges, Frankreich abklären, die unter anderem auf die Herstellung von Scheibenfräsern und Wendeschneidplatten wie unserer R335.19 spezialisiert sind“, so Johannes Wirtl. (Anm. d. Red.: Der Standort in Bourges ist für Forschung & Entwicklung sowie Produktion von Standard- und Sonderfräswerkzeugen sowie Standard- und Sonderwendeplatten zuständig)

Die gesamte Abklärungsphase aller technischen Details wie Genauigkeit der Wendeschneidplatten und deren Sitze bei geforderter Verzahnungsqualität inklusive einer wirtschaftlichen Anzahl an Schneidkanten pro WSP dauerte mit ca. fünf Monaten zwar relativ lange, man wollte aber auch für den Kunden die beste und rentabelste Lösung präsentieren. So wurden aus Standardplatten individuelle Sonderplatten
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v.l.n.r.: Robert Eichberger, Horst Friedreich und DI (FH) Johannes Wirtl freuen sich über das gemeinsam erzielte Ergebnis.

v.l.n.r.: Robert Eichberger, Horst Friedreich und DI (FH) Johannes Wirtl freuen...

gefertigt.

85 Prozent Zeitersparnis

„Bei Projekten dieser Art, ist eine Analyse der Werkzeugkosten und des Produktivitätsgewinnes unerlässlich. Somit sind beide Partner auf der sicheren Seite“, so Ing. Roland Pöll. Nach der Abklärung aller technischen Fragen stand daher einer Simulation und somit einer Produktivitätsrechnung mittels DCR (Dokumentierte Kostenreduktion) – ein eigens dafür entwickeltes Programm zur Wirtschaftlichkeitsberechnung vor dem ersten Schnitt – nichts mehr im Wege. Das Ergebnis war schlichtweg beeindruckend: prognostizierte 70 bis 80 Prozent Kostenersparnis pro Jahr.

Durch den aufwendigen Entwicklungsprozess konnte Seco Tools ein neues und bereits optimiertes System präsentieren. Bereits der erste Praxistest bei Watt Drive funktionierte auf Anhieb und die Bearbeitungszeit konnte sukzessive von 10,7 auf jetzt 1,7 Minuten reduziert werden. „Dies bedeutet eine reine Zeitersparnis von rund 85 Prozent zu der noch weitere 400 freie Maschinenstunden pro Jahr hinzukommen“, freut sich auch Robert Eichberger, Technischer Verkauf bei Seco Tools, über das gelungene Projekt. Lediglich bei der Werkzeugmaschine, einer Richardon R 200 CNC Verzahnungsmaschine, musste aufgrund der hohen Temperatur, die während der Zerspanung auftritt, die Absaugung des Ölnebels verstärkt werden.

In Summe benötigt Watt Drive für die verschiedenen Schneckenwellen von Modul 2 bis 4,5 zwei verschiedene Werkzeugsysteme mit fünf unterschiedlichen Fräsern. Die Fräser wurden mit Durchmesser 213 mm genau auf die Modulgrößen
bzw. auf die Verzahnungsmaschine angepasst und können sowohl bei 1-gängigen, 3-gängigen, 5-gängigen und auch 6-gängigen Schnecken verwendet werden. „Die Werkzeuge sind zwar individuell auf Watt Drive optimiert, trotzdem ist dieses Projekt für uns außerordentlich lehrreich und wir können das gewonnene Know-how auch für andere Aufgaben nützen“, so Johannes Wirtl.

Verlässliche Partner

Heute fräst man die Schneckenwellen bei Watt Drive mit Geschwindigkeiten und Zerspanungsraten, die man sich vor kurzer Zeit nicht einmal erträumen lies. Da spielen auch die geringen Mehrkosten für die Werkzeuge und Wendeplatten keine Rolle. „Performancesteigerungen dieser Art kann man nur mit verlässlichen Partnern erreichen. Seco Tools hat uns dies nicht nur in diesem Projekt bewiesen“, ist Ing. Roland Pöll zum Abschluss voll des Lobes.
Der neue Wendeplatten-Scheibenfräser Durchmesser 213 mm bei der Bearbeitung einer dreigängigen Schneckenwelle.
Die verschiedenen Module von 2 bis 4,5 werden mit insgesamt fünf verschiedenen Scheibenfräsern bearbeitet.
v.l.n.r.: Robert Eichberger, Horst Friedreich und DI (FH) Johannes Wirtl freuen sich über das gemeinsam erzielte Ergebnis.
Durch den neuen Wendeplatten-Scheibenfräser von Seco Tools wurde die Bearbeitungszeit um 85 Prozent von vorher 11,7 auf heute 1,7 Minuten reduziert.



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