Kostengünstige Herstellung von Zahnrädern durch Baukastenprinzip

Felsomat auf der Fachmesse AMB 2018 vom 18. bis 22. September in Stuttgart

Zu den größten Herausforderungen bei der Fertigung von Automobilen zählen neben den weiter wachsenden Ansprüchen an Präzision und Qualität der Bauteile auch die gleichzeitige Kostensenkung. Um konkurrenzfähig zu sein, versuchen Automobilhersteller und Zulieferer deshalb ihre Prozesse zu verbessern.

Auf der AMB 2018 werden neben einer Stapelzelle FSC 600 auch die Hochleistungs-Hohnmaschine FPSH sowie die Laserschweißmaschine FLW 400 vorgestellt. Foto: Felsomat GmbH

„Getriebehersteller und deren Zulieferer sehen sich einem ständigen Konkurrenzdruck ausgesetzt: sie müssen höchste Qualität liefern, aber gleichzeitig auch sparsam sein im Umgang mit Raum sowie Ressourcen“, erklärt Stefan Frommer, Vertriebsleiter der Felsomat GmbH. „Deshalb erarbeiten wir gemeinsam mit unseren Kunden die für sie beste Produktionsstrategie – von der Prozess- und Maschinen- bis hin zur Materialfluss- und Layoutplanung – und liefern darauf abgestimmte Fertigungs- und E-Montageanlagen.“ Bei der Entwicklung der Bearbeitungsmaschinen und Automationskomponenten konzentriert sich Felsomat auf die prozessoptimierte Fertigung von bestimmten Werkstücken und Bauteilen des Antriebsstrangs. So können selbst komplexe Werkstücke wie Doppelzahnräder mit minimalem Zeiteinsatz auf einem Fertigungssystem produziert werden. Aber dafür muss jede Maschine einzeln bestmöglich auf den jeweiligen Prozess angepasst sein.

Prozessoptimierung für jede Maschine

Mit den Drehmaschinen der FTC-Serie, die speziell für den Hochleistungsbetrieb entwickelt wurden, können Teile in Schleifqualität hergestellt werden. Dabei lässt sich je nach Anforderung zusätzlich die Oberflächenstruktur im Trockenschleifverfahren oder über drallfreies Drehen in einer Aufspannung kostengünstig fertigen. Ermöglicht wird dies durch eine extrem steife und eigenschwingungsarme Maschinenkonzeption. Um dabei kürzeste Boden-zu-Bodenzeiten zu erreichen, laufen sie mit hochdynamischen Achsantrieben und machen sich das Pendelprinzip zu Nutze. Bei Bedarf besteht die Möglichkeit, seitlich am Revolver steife und optimal auf die Anforderung ausgelegte Spindeln anzuflanschen und so weitere Bearbeitungsaufgaben wie Fräsen oder Bohren zu integrieren.

Auch die Wälzfräsmaschinen der Serie FHC 80/180 verfügen über dieses Pendelprinzip mit dem sich ein hauptzeitparalleler Werkstückwechsel ohne Nebenzeiten realisieren lässt. Auf der zweiten Spindel erfolgt ebenfalls hauptzeitparallel das Anfasen mittels Drück-Wälzentgraten oder spanendem Anfasen – Chamfers Skiving. Mit den Arbeitsgängen Schruppen-Anfasen-Schlichten lassen sich Verzahnungen in Endqualität IT4 bis IT5 fertigen wobei der Sekundärgrat im Bereich der Verzahnung komplett eliminiert wird. So hat das Werkstück die optimale Eingangsqualität für die nachfolgenden Prozesse – Verzahnungshonen oder Verzahnungsschleifen. Dadurch lassen sich kürzere Bearbeitungszeiten und höhere Werkzeugstandzeiten erreichen.

Bei den Laserschweißanlagen der FLW-Serie steht Vielseitigkeit im Vordergrund. Durch den modularen Aufbau lässt sich von der einfachen handbeladenen Zwei-Stationen-Maschine bis zum kompletten Fertigungssystem die gewünschte Produktlösung realisieren. Dabei können zusätzliche Automationskomponenten und Zusatzprozesse, wie beispielsweise Laserreinigen, Erwärmen, Fügen, Bürsten und Prüfen integriert werden. Scheibenförmige Bauteile etwa lassen sich durch Radial- und Axial-Schweißen bearbeiten. Damit Schweißspritzer vermieden und die erforderliche Laserleistung reduziert werden kann, erfolgt die Bearbeitung unter Niederdruck. Handelt es sich um auslaufbegrenzte Werkstücke, kann das Verzahnungshohnen mithilfe der Hochleistungs-Honmaschine FPSH erfolgen. Wie bei jeder Felsomat-Bearbeitungsmaschine kann wahlweise ein Bandumlauf oder eine Stapelzelle als Bedienerentkopplung gewählt werden. Durch maßgeschneiderte Konzepte des Honring- sowie des Werkstückantriebs kann mit einer bis zu 50% höheren Schnittgeschwindigkeit und Abtragleistung gearbeitet werden, was dem Kunden einen deutlichen Stückzahlvorteil bietet.

360°-Turn-Key-Lösungen durch intelligente Verkettung

Da die Bearbeitungsmaschinen und Automationskomponenten ein frei konfigurierbares Baukastensystem bilden, lassen sich beliebig viele Arbeitsschritte in einem einheitlich getakteten Linienssystem zusammenfassen. Das eliminiert Durchlaufzeiten und reduziert drastisch Bestände. Als Flexline vertrieben, kann diese Verkettung die Zahnradfertigung ohne Schnittstellen komplett aus einer Hand gewährleisten, wobei auch das essentielle Werkstückhandling berücksichtigt wird. „Für uns hört der Dienst am Kunden nicht bei der Entwicklung und Auslieferung einer Maschine auf“, erklärt Frommer. „Unsere 360° Turn-Key-Lösung umfasst auch die gesamte Prozessauslegung und Logistikkonzeption sowie die Integration von externer Peripherie.“ Damit die Maschinen im Zusammenspiel auch jederzeit gut zugänglich und effizient bleiben, arbeitet Felsomat mit modernen Simulationstools sowie einem modularen Automationsbaukasten aus dem kundenspezifisch die optimale Konfiguration zusammengestellt wird. Auf diese Weise lassen sich auch jegliche Produkte und Maschinen, die in einem Werkstückbereich zwischen 0,5 kg und 300kg liegen, automatisieren. So werden beispielsweise täglich um die 25.000 Kurbelwellen weltweit auf selbständig laufenden Fertigungslinien von Felsomat produziert.

Flexline auch für die Rotorwellen- und Statorfertigung

Um dem wachsenden Trend hin zur E-Mobilität zu begegnen, hat das Unternehmen einen Flexline-Baukasten für die Hairpin-Statorfertigung entwickelt. Über das vollautomatisierte System lassen sich alle wesentlichen Schritte bedarfsgerecht konfigurieren: Dazu zählen neben der Drahtverarbeitung mit Abisolieren und Biegen auch das Falzen und Einschießen des Isolationspapiers, das Setzen der Hairpin in das Blechpaket, das Spreizen und Twisten der Drähte, das Verschweißen der Drahtenden, Imprägnierprozesse wie Einbringen des Harzes oder Pulverbeschichten, sowie der abschließende E-Test für den Stator. Auf der AMB 2018 am Stand 5B55 in Halle 5 werden neben einer Stapelzelle FSC 600 auch die Hochleistungs-Hohnmaschine FPSH sowie die Laserschweißmaschine FLW 400 vorgestellt.

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