Geballte Flexibilität und Effizienz

Redakteur: Silvano Böni

Mit Plandrehköpfen und Aufsatzwerkzeugen lassen sich selbst komplexe Konturen an rotationssymmetrischen Bauteilen ohne den Einsatz einer Drehmaschine verwirklichen. Davon profitieren Endenbearbeitungsmaschinen, wenn es darum geht, die Bearbeitung beider Rohrenden gleichzeitig und unabhängig voneinander zu realisieren. Der Maschinenbauer Bühring hat sich daher für eine CNC-Bearbeitungsmaschine mit einer entsprechenden Werkzeuglösung von Mapal entschieden und agiert seitdem wesentlich flexibler und wirtschaftlicher.

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Die Bearbeitung von Rohren an beiden Enden gehört seit Jahren zu den Spezialitäten des Maschinenbauers Bühring, der unter anderem für Landmaschinenhersteller als verlängerte Werkbank fungiert.
Die Bearbeitung von Rohren an beiden Enden gehört seit Jahren zu den Spezialitäten des Maschinenbauers Bühring, der unter anderem für Landmaschinenhersteller als verlängerte Werkbank fungiert.
(Bild: Mapal)

Als bei der Maschinenbau Bühring Betriebs­unternehmen GmbH mit Sitz in Dreileben, Sachsen-Anhalt, die neue Endenbearbeitungsmaschine angeliefert wurde, mussten gleich drei Gabelstaplerfahrer ihr ganzes Können in die Waagschale legen: Ein 26-t-, ein 4-t- und ein 5-t-Hubfahrzeug waren gemeinsam im Einsatz, um die etwa zehn Meter lange Anlage vom Transporter zu heben und an ihren Stellplatz zu schaffen. «Das war echte Millimeterarbeit», sagt Sven Bühring, der einen der Stapler steuerte und zusammen mit zwei weiteren Familienmitgliedern in fünfter Generation die Geschicke des Lohnfertigers leitet.

Der Einsatz und die Aufregung haben sich gelohnt. Die mit modernster Technik ausgestattete Maschine bietet gegenüber der bis dato genutzten, in die Jahre gekommenen Vorgängeranlage deutliche Vorteile.

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Gleichzeitige Bearbeitung beider Rohrenden

Die neue, nach den Vorgaben von Bühring gebaute CNC-Maschine ermöglicht die prozesssichere und effiziente Bearbeitung von Rohrenden. Das zu bearbeitende Rohr kann bei dieser Maschine zwischen 400 und 2500 mm lang sein. Durch den Einsatz massgeschneiderter Ein­fach­schieber-­Plan­dreh­köpfe von Mapal mit einem Aussendurchmesser von 380 mm und einem Planhub von 55 mm können Rohre mit einem Durchmesser von bis zu 275 mm mit komplexen Innen- und Aussenkonturen gefertigt werden.

Plandrehköpfe kommen vorwiegend auf Sondermaschinen zum Einsatz, wenn es spezielle Konturen zu bearbeiten gilt. Die exakt geschliffenen Führungsbahnen sorgen für höchste Positioniergenauigkeit. Für die Bearbeitung bei Bühring hat Mapal einen Plandrehkopf als Einfachschieber mit automatischem Werkzeugwechsel und mit verdecktem Unwuchtausgleichsschieber ausgelegt. Durch diesen Ausgleich ist eine besonders dynamische und präzise Bearbeitung garantiert. Weitere Merkmale des Plandrehkopfes sind die Öl-Zentralschmierung, die innere Kühlmittelzufuhr und die Sperrluft an der HSK-Schnittstelle, über die die Aufsatzwerkzeuge automatisch aufgenommen werden. Die Sperrluft hält die HSK-Schnittstelle frei von Verunreinigungen. Damit erfüllt der Plandrehkopf alle Funktionen einer Spindelvorderkante. Mit dem Einsatz des Plandrehkopfs kann die Bearbeitung bei feststehendem Werkstück und damit in einer Aufspannung an beiden Enden gleichzeitig und unabhängig voneinander erfolgen.

«Einer der grössten Vorteile der neuen Anlage, der zudem sofort Wirkung zeigte, ist neben der hohen Prozesssicherheit der wesentlich schnellere Bauteilwechsel», erläutert Bühring. «Dauerte das Umrüsten auf der zuvor verwendeten Anlage etwa 2,5 Stunden, benötigen wir dafür jetzt nur noch rund die Hälfte der Zeit. Das macht sich bemerkbar, weil wir das Produkt in der Regel mindestens einmal pro Woche wechseln.»

Automatisierter Werkzeugwechsel durch HSK-A63-Schnittstelle

Für diese erhöhte Verfügbarkeit der neuen Maschine ist unter anderem ein automatisierter Werkzeugwechsel verantwortlich. Im Arbeitsschieber des Plandrehkopfs ist für den automatischen Werkzeugwechsel ein hydraulisches System verbaut. Scheibenrevolver mit jeweils zwölf Werkzeugpositionen auf beiden Seiten der Maschine bieten Bühring ausreichend Platz für die benötigten Werkzeuge.

Bei den aktuell gefertigten Produkten handelt es sich um ein Dutzend Komponenten, die der Auftraggeber von Bühring für den Bau von Strohballenpressen benötigt. Bühring liefert die Komponenten in der Regel montagefertig aus, also komplett bearbeitet, geschweisst und lackiert. Eine dieser Komponenten ist ein Rotor mit 17 aufgeschweissten Doppelringen mit jeweils zwei Zacken, der in einer Rundballenpresse für den optimalen Transport des Strohs vom Pick-up-System in die Strohballenpresse verantwortlich ist. Der Grundkörper des Rotors ist ein 1200 mm langes, dünnwandiges Walzenrohr aus Stahl mit einem Durchmesser von 250 mm. Es muss an beiden Enden innen aus- und an der Stirnseite plangedreht und gefast werden, damit anschliessend ein verzahnter Stummel eingeschweisst werden kann. Danach darf die Achse nur einen Rundlauffehler von 3 mm aufweisen, um optimale Fahreigenschaften des Pressenanhängers zu gewährleisten. Entsprechend präzise muss die Bearbeitung der Enden erfolgen.

Je nach Durchmesser des Werkstücks variiert Bühring daher die Drehzahlen zwischen 650 und 900 min-1. «Mit zunehmendem Rohrdurchmesser müssen wir bei den Ballenpressenkomponenten die Drehzahl sukzessive absenken, weil sonst die produktionsbedingten Rohrtoleranzen und die Oberflächenbeschaffenheit zum Aufschwingen des Werkstücks führen könnten, was sich negativ auf die Bearbeitung auswirken würde.»

Mapal sorgt für den passenden Bearbeitungsprozess

Die Bearbeitung wurde vom Maschinenhersteller zusammen mit den Experten von Mapal als klassische Nassbearbeitung ausgelegt. Für die unterschiedlichen Bearbeitungen an den Rohrenden kommen Standard-ISO-Wendeschneidplatten zum Einsatz. «Bei der zuvor eingesetzten Maschine waren dagegen spezielle Schneidstoffe eines Herstellers erforderlich, weil hier eine reine Trockenbearbeitung ohne Kühlschmierstoff vorgesehen war», blickt Bühring zurück. «Dadurch hatten wir nicht nur hohe Schneidstoffkosten, sondern auch eine extreme Geräuschentwicklung in der Halle, die die Mitarbeiter belastete.» Mit dem neuen Bearbeitungsprozess auf Basis von Aufsatzwerkzeugen gehört auch das der Vergangenheit an.

Die nach Auftrag geforderte Oberflächenqualität – eine Rauheit von Rz = 25 µm darf nicht überschritten werden – erreicht der Maschinenbauer mit dem neuen Bearbeitungskonzept problemlos. Die Hauptzeiten bewegen sich je nach Bearbeitungsaufgabe zwischen ein paar Sekunden bis zu einigen Minuten. «Wir können mit der neuen Maschine und den Mapal-Werkzeugen präziser und effizienter produzieren», verrät Sven Bühring. «Dabei haben wir aus Zeitmangel die Programmierung bisher noch nicht einmal optimiert, sodass wir für die Zukunft weitere Verbesserungen erwarten.»

Frei werdende Maschinenkapazität für neue Anwendungen

Sven Bühring will die zusätzlichen Bearbeitungskapazitäten der Maschine zukünftig verstärkt nutzen, um neue Kundenkreise anzusprechen. «Aus meiner Sicht sind dabei für potenzielle Auftraggeber gerade die vielfältigen und flexiblen Bearbeitungsmöglichkeiten besonders attraktiv, die sich aus der Kombination der Endenbearbeitungsmaschine mit den Aufsatzwerkzeugen und einer Laser-Rohrschneidemaschine ergeben, die wir auch im Haus haben.»

Optimale Unterstützung bei seiner Expansion erhält Bühring durch den technischen Support von Mapal, den das Unternehmen schätzen gelernt hat. «Als in der Phase der Inbetriebnahme eine Kinderkrankheit der Maschine das hydraulische Antriebssystem des Plandrehkopfs verunreinigt hatte, war ein Mitarbeiter von Mapal am nächsten Morgen vor Ort und hat das defekte Teil abgeholt und sich schnell und unkompliziert um alles Weitere gekümmert. Das ist entscheidend, weil wir für viele Kunden Produkte kurzfristig bereithalten müssen. Da müssen wir uns Technologiepartner wie Mapal suchen, auf die wir uns zu 100 Prozent verlassen können.» SMM

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