Bild: Horn
Glockenwerkzeuge bearbeiten Anhängerkupplungen

Ein niederländischer Automotiv-Zulieferer suchte nach neuen Wegen für die Bearbeitung von PKW-Anhängerkupplungen. Dabei wurde gemeinsam mit der Firma Horn eine Bearbeitungsstrategie entwickelt, die sich an der aktuellen Auftragslage und dem vorhandenen Maschinenpark orientierte und gleichzeitig die Basis für neue, der Marktentwicklung angepasste Investitionen schuf.

 

Die Firma Brinks Metaalbewerking BV ist einer der bedeutendsten europäischen Zulieferer von Ventilkörpern und Bauteilen für die Automotive- und Landmaschinenindustrie, den Maschinen-, Geräte- und Schiffbau sowie die Windenergie. Das im niederländischen Vriezenveen, 30 km nordwestlich von Hengelo, ansässige Unternehmen beschäftigt 130 Mitarbeiter und verfügt über einen hochmodernen Maschinenpark zum Bohren, Fräsen, Drehen, Honen, thermischen Entgraten und Reinigen. Mit dieser Ausstattung konzentriert sich das Unternehmen auf Serien von 500 bis 200000 Stück und Werkstückgewichte bis 50 kg, gefertigt nach Kundenzeichnungen und bei Bedarf mit Oberflächenbearbeitung und Montagearbeiten.

 

Typenabhängige Anhängerkupplungen zukunftssicher bearbeiten


Zu den besonderen Stärken der Firma Brinks zählt die Herstellung von starren und schwenkbaren Anhängerkupplungen für Personen- und Lieferwagen. Für dieses, unter einem starken Zeit- und Kostendruck stehende Produktsegment, suchten Ton Bruns, Operationsmanager, und Eric ten Hartog, Projektleiter, nach zukunftssicheren Fertigungswegen. Dabei sollte der bisherige Arbeitsablauf mit Fräsen, Drehen und Einstechen sowie mehrmaligem Umspannen mittelfristig optimiert werden, u.a. auch deswegen, weil bei einer Kupplungsvariante keine Drehbearbeitungen möglich sind. Bei der Angebotsausarbeitung galt es folgende Eckdaten zu berücksichtigen: Anlieferung der Kupplungen als Schmiedeteile, Aufmaße 2 bis 5 mm, Losgrößen von mehreren tausend Stück/Jahr in verschiedenen Varianten, Bearbeitungszentrum Mazak Variaxis 500-5X mit SK 40-Aufnahme. Die typenabhängigen Spannaufnahmen für die Anhängerkupplungen fertigt Firma Brinks.


Für dieses komplexe Projekt empfahl Joop Nijland von der Horn-Repräsentanz Harry Hersbach Tools den Einsatz von mehrschneidigen Horn-Glockenfräsern. Da dieses Konzept eine Umstellung des bisherigen Fertigungsablaufes erforderte, wollte Firma Brinks unter dem Gesichtspunkt der Risikominimierung zuerst langfristige Versuche auf vorhandenen Maschinen fahren.

 

Strategie berücksichtigt aktuelle und künftige Anforderungen


Die Aufgabenstellung stellte die Horn-Konstrukteure vor mehrere Probleme. Eines davon betraf die zylinderförmige Verbindung der Kupplung mit dem Zugfahrzeug. Deren Bearbeitung gehörte in der Anfangsphase nicht zur Aufgabenstellung, war aber für spätere Aufträge zu berücksichtigen, da der sich an die zylinderförmige Aufnahme anschließende ringförmige Einstich von Anfang an mit einem Glockenfräser bearbeitet werden sollte. Zudem setzte die SK 40-Aufnahme des Bearbeitungszentrums in Verbindung mit den unterschiedlichen Aufmaßen der Schmiedeteile und den daraus resultierenden wechselnden Schnittbedingungen der Konstruktion weitere Grenzen.


Trotzdem entstand das Gesamtkonzept für die Glockenfräser in kurzer Zeit und nach nur fünf Wochen konnte Joop Nijland bei Firma Brinks die ersten Versuche mit vier Horn-Werkzeugen an verschiedenen Kupplungsvarianten starten: 


- Scheibenfräser Typ 382: Abtragen des Aufmaßes von 2 bis 3 mm am Kugelkopf


- Drei Glockenfräser mit mehreren, in verschiedenen Ebenen angeordneten zweischneidigen, 10,5 mm breiten Wendeschneidplatten:

- Typ M276: Schlichten der Kugelform und Fräsen des Übergangs zum Einstich,

- Typ M279: Fräsen des Einstichs unter der Kugel und der Übergangsradien,

- Typ M279: Fräsen des ringförmigen Einstichs einschließlich verschiedener Radien und Ausläufe unterhalb der zylinderförmigen PKW-Aufnahme.

 

Das Konzept der Glockenfräser mit innerer Kühlmittelzufuhr erwies sich von Anfang an als vielversprechend. Allerdings erforderten die Konturen der Anhängerkupplungen sowie die geforderten Genauigkeiten und Toleranzen kleinere Anpassungen an den Grundkörpern, den Geometrien und den Aufnahmen der Wendeschneidplatten sowie der Platteneinstellung. Die von Joop Nijland definierten Verbesserungen wurden in Tübingen, dank enger Zusammenarbeit des Projektkoordinators Roger Kasper/Export, der Konstruktion und der Fertigung, so realisiert, dass die verschiedenen Kupplungsvarianten nach etwa 16 Monaten prozesssicher in der Serie bearbeitet werden konnten. Auch wirkte sich die SK40-Aufnahme nicht auf die Form- und Lagegenauigkeiten sowie die Ausbringung aus, obwohl die Schnittparameter durch diese Schnittstelle begrenzt wurden.


 
Wendeschneidplatten auf zwei bis sieben Bearbeitungsebenen


Der Glockenfräser zum Bearbeiten des Kugelkopfes ist 120 mm lang, hat einen Außendurchmesser von 121 mm und wiegt 4,7 kg. Seine in mehreren Ebenen angeordneten Wendeschneidplatten reduzieren durch axiales Einfahren, radiales Zustellen um den Achsversatz, Zirkularfräsen mit tangentialem Abheben und Ausfahren den vorgefrästen Durchmesser auf das Fertigmaß 50h13 mm. Dabei beträgt der Achsversatz – Ausgangspunkt für die von Firma Brinks programmierten Zirkularbewegungen – zwischen Glockenfräser und Kugelkopf 11,9 mm.


Der nachfolgende Übergang von der Kugel zum Einstich verlangt eine hohe Oberflächengüte von dem Glockenfräser M279. Mit ebenfalls auf verschiedenen Ebenen angeordneten Wendeschneidplatten erzeugt der Fräser den nach ISO 50 definierten Einstich. Das Werkzeug ist bei einem Außendurchmesser von 125 mm 125 mm lang und 4,6 kg schwer. Der Achsversatz beträgt bei diesem Arbeitsgang 13,1mm.


Bei dem Glockenfräser zum Bearbeiten des ringförmigen Einstichs, er wiegt 11,4 kg und wird als einziger von Hand eingewechselt, bestanden die größten Bedenken wegen der SK40-Aufnahme. Aber auch dieser Arbeitsgang wurde von den verschiedenen Wendeschneidplatten bei einem Achsversatz von 5,9 mm zur vollsten Zufriedenheit bewältigt.

 

Neue Strategie mit guten Zukunftsaussichten


Nach etwa 2-jährigem Einsatz registriert das Team um den Projektverantwortlichen Eric ten Hartog eine deutlich kürzere Bearbeitungszeit bei höherer Prozesssicherheit. Diese Vorteile werden sich noch stärker auswirken, wenn die künftigen Aufträge auf einem neuen BAZ mit HSK100-Aufnahme abgearbeitet werden können. Dass diese Investition bald realisiert wird, unterstreicht die Bestellung von drei weiteren Glockenfräsern einschließlich des Jahresbedarfs an Wendeschneidplatten. Für Eric ten Hartog sind aber auch die Qualität der Horn-Werkzeuge und der kompetente Service der niederländischen Horn-Vertretung von entscheidender Bedeutung. Er weiß, dass er in kritischen Situationen sofort auf Joop Nijland zurückgreifen kann, der dann dank der flachen Hierarchien und der weitgehend automatisierten Fertigung in Tübingen sowohl bei der Beantwortung der technischen Anfragen als auch bei der Lieferung der Standard- und ganz besonders der Sonderwerkzeuge äußerst kurze Reaktionszeiten gewährleistet.

www.phorn.de

 

Beitrag aus dima 5/2016:

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