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Kundenvorteile durch Tangential-Fräsen

Kundenspezifische Antriebstechnik-Komponenten müssen heute zu Preisen von Standard-Maschinenelementen hergestellt werden können. Damit dies am so genannt "teuren" Industriestandort Deutschland bzw. Europa überhaupt möglich ist, müssen alle Beteiligten bis hin zum Werkzeuganbieter "an einem Strang ziehen". Mit fortschrittlichen Fräswerkzeugen ließ sich die Bearbeitungszeit deutlich verkürzen.

"Fertigungskosten reduziert man nicht durch Einsparungen an den Werkzeugkosten", dieser Satz könnte eigentlich nur von einem Werkzeug-Verkäufer kommen. Doch er stammt von einem Werkzeug-Anwender, nämlich von Michael Hüsten, Diplomkaufmann und Geschäftsführer von WIAG-Antriebstechnik GmbH aus Lippstadt-Benninghausen. Zwar sind die Kaufleute im Allgemeinen an Kosten-Einsparungen in jeder Form interessiert - was Technikern und Lieferanten häufig ziemliche "Kopfschmerzen" verursacht. Denn oftmals wird nicht Prozess-orientiert zu Ende gedacht, sondern irgendwo in der Prozesskette gespart, was dann aber in anderen Bereichen zu Mehraufwand führt.
Enorme Teilevielfalt: kleinste Präzisionskomponenten bis hin zu kompletten Antriebssystemen gehören zum Wiag-Programm.
Von dieser "Denke" sind Michael Hüsten und seine verantwortlichen Mitarbeiter weit entfernt. Als Nischen- Anbieter, der Antriebstechnik-Komponenten in Stückzahlen von 1 bis 50.000 herstellt, können sie sich das nicht erlauben.

Bild 1. Komplette Baugruppe Zahnriemenantrieb, die von Wiag als integrierte Leistung konstruiert, gefertigt und inklusive der Normteile montiert wird.

Vom Senior Hüsten vor gut 28 Jahren gegründet, hat sich die WIAG- Antriebstechnik bis heute zu einem Unternehmen mit 145 Mitarbeitern und einem Umsatz von 15 Millionen Euro entwickelt. Konstruiert, gefertigt und vertrieben werden Zahnriemenräder, Antriebstechnik-Baugruppen und komplette Zahnriemen-Antriebssysteme (Bild 1). Zur Ergänzung gibt es noch ein Handelsprogramm an Zahnriemen, damit die Kunden aus einer Hand die Zahnriemen-Antriebslösungen und auch den Service beziehen können.

Dazu Michael Hüsten: "Entwickelt und gefertigt wird fast nur noch auf Kundenwunsch. Die Katalog-Standardteile für das Basisprogramm, die wir im Übrigen mit einem Joint Venture-Partner in Mexiko produzieren, machen nur noch etwa 5% unseres Umsatzes aus. Die Kunden spezifischen Antriebslösungen fertigen wir jedoch ausschließlich hier, wobei dies selbst bei kleinsten Stückzahlen zu Preisen der Standardteile geschehen muss, weil wir sonst trotz anerkannter antriebstechnischer Kompetenz nicht wettbewerbsfähig sein können".

Hohe Teilevielfalt

Die Zahnriemen-Antriebslösungen kommen in allen Maschinenbau-Bereichen zum Einsatz, also im Werkzeugmaschinen-, Textilmaschinen- und Druckmaschinenbau genauso wie in Verpackungsanlagen und in der Automatisierung. Als technische Basis stehen alle in ihren Teilungen verschiedenen Zahnriemensysteme zur Verfügung. Genauigkeiten bis zu 0,007 mm als Toleranzbereich - zum Beispiel für reversierende Antriebe - sind keine Seltenheit.

Um die Kompetenz und die Leistungsfähigkeit für die Kunden und damit auch die eigene Wettbewerbskraft erhöhen zu können, ging man in den letzten Jahren zur Lieferung von kompletten Baugruppen über. Dies bedeutet auch die Anfertigung weiterer mechanischer Bauteile, die Beschaffung von Maschinenelementen und schließlich die Komplettmontage der Baugruppen. Michael Hüsten: "Zum einen haben wir den Trend vieler Kunden zum Outsourcing unterstützt und ihnen Arbeit abgenommen, zum anderen haben wir unsere Fertigungstiefe deutlich intensiviert und sind dadurch flexibler und schneller geworden. Allerdings resultiert daraus eine enorme Teilevielfalt, so dass wir heute zwischen 25 und 30.000 Bauteile von 15 bis 800 mm Durchmesser, hergestellt aus den verschiedenstenen Materialien und mit unterschiedlichen Oberflächen versehen, haben".

Abteilungsleiter Andreas Herzog ergänzt: "Wir haben einen modernen und flexibel nutzbaren Maschinenpark, sind aber besonders auf leistungsfähige Zerspanungswerkzeuge und einen optimalen Beratungs- sowie Lieferservice angewiesen, weil ohne gute Werkzeuge trotz aller Maschinentechnologie gar nichts geht". Als Lieferant für den gesamten Bereich der konventionellen und der CNC-Bearbeitungen Drehen, Bohren und Fräsen setzt man schon seit vielen Jahren auf die Firma Franken Zerspanungstechnik in Warstein-Belecke, deren Geschäftsführer Arne Franken seit 1983 als autorisierter ISCAR-Partner tätig ist und damit zu den ISCAR-Händlern "der allerersten Stunde" gehört.

Bild 2. Arbeitsraum des Bearbeitungszentrums mit dem aufgespannten Gehäuse aus GG20 und dem "Tangmill"-Frässystem, mit dem die Bearbeitungszeit um 20 min verringert wurde.

Getriebegehäuse rationeller bearbeiten

Die "Kompetenzachse" Franken/ISCAR hat sich in den 12 Jahren Zusammenarbeit mit WIAG bestens und auch in vielen kritischen Fällen bewährt, wie nicht zuletzt das Beispiel "Bearbeitung eines Getriebegehäuses aus GG 20" dokumentiert, (Bild 2). Andreas Herzog und seine Mitarbeiter wählten für die Bearbeitung des komplizierten Werkstücks, das im Jahr in Stückzahlen zwischen 1500 und 1800 gefertigt wird, ein Horizontal-Bearbeitungszentrum "OKUMA MA 50 HB" und rüsteten dies mit einem 56-stelligen Werkzeugsatz aus.

Eines der wichtigsten davon war ein Messerkopf mit Wendeschneidplatten (WSP) von ISCAR. Zwar war man mit der Bearbeitungseffizienz des Planwerkzeugs durchaus zufrieden, jedoch boten Arne Franken und sein Verkaufs- und Beratungsspezialist Rolf Fischer als hoch wirtschaftliche Alternative das neue Tangential-Frässystem "TANGMILL" an, (Bild 3). Die Vorführung wurde von Franken-Mitarbeitern organisiert und nach wenigen Fräsversuchen war deutlich, dass damit die Getriebegehäuse rationeller denn je bearbeitet werden können.

Bild 3. Das Tangmill-Frässystem besteht aus dem Messerkopf und den "Butterfly"-Wendeschneidplatten (WSP) mit positivem Axialwinkel, der zu deutlichen Schnittkraft-Reduzierungen führt.

Der Hauptvorteil ist, dass die Kombination des leistungsfähigen Tangential-Messerkopfs mit positiven axialen Schnittwinkeln zusammen mit den neuartigen schmetterlingförmigen WSP "LNKX" zu 15 bis 25% geringeren Schnittkäften und somit zu einer optimalen Spankontrolle führt. Es wird bis zu 25% weniger Leistung benötigt. Der sehr ruhige Fräserlauf sorgt für Standzeit-Erhöhungen von 25 bis 30%. Die "Weichschneider-Funktion" erlaubt mehr Zustellung und größere Vorschübe. Über die größere Spantiefe sowie höhere Schnittwerte ergibt sich ein deutlich gesteigertes Spanvolumen. Dazu Andreas Herzog: "Bei dem Getriebegehäuse konnten wir die Bearbeitungszeit von 90 Minuten auf 70 Minuten reduzieren. Umgerechnet auf einen Tag beziehungsweise eine Schicht können wir heute statt sechs oder sieben nunmehr sicher acht Gehäuse fertigen".

Bessere Oberflächen

Der ruhige Fräserlauf, basierend auf der Auslegung des Messerkopfs und den umfangsgeschliffenen WSP, brachte auch eine Qualitätsverbesserung hinsichtlich der Winkligkeit und überhaupt der mechanischen Genauigkeit des anspruchsvollen Gehäuses. Der TANGMILL-Messerkopf mit Durchmesser 63 mm ist mit acht (anstatt früher sechs) WSP bestückt, (Bild 4). Jede WSP hat vier rechte und vier linke Schneidkanten. Dadurch wird sie sehr wirtschaftlich, zumal die Standzeiten ebenfalls vergleichsweise hoch sind. Nicht zuletzt werden mit dem innovativen Frässystem sehr gute Oberflächen erzielt, so dass keine Nacharbeiten wie Schleifen oder ein ähnliches Finish mehr erforderlich sind. Die Gehäuse-Bearbeitung wird in nur noch zwei Spannungen erledigt, was ebenfalls zur Zeiteinsparung beiträgt.


Bild 4. Einbaulage der WSP im Messerkopf:
links die schmetterlingförmige "LNKX", rechts die Standard-WSP "LNE".

Dass der Chef und die Produktions-Verantwortlichen bei WIAG Antriebstechnik "mehr als nur rechnen können", beweist die Tatsache, dass gleich zwei TANGMILL-Messerköpfe - ein rechter und ein linker - angeschafft wurden, um die jeweils vier rechten und vier linken Schneidkanten der WSP auch maximal nutzen zu können. Dadurch ist eine noch bessere Standzeit, der je Messerkopf jeweils acht im Einsatz befindlichen WSP gegeben. Die Werkzeugkosten fallen überhaupt nicht ins Gewicht, weil grundsätzlich weniger WSP benötigt werden.


Bild 6. Mit dem Bearbeitungsergebnis zufrieden: Produktionsleiter Andreas Herzog und Geschäftsführer Michael Hüsten (Wiag) sowie Arne Franken, Franken Zerspanungstechnik (von links nach rechts).		Arne Franken: "Nicht nur hierbei sind wir mit den neuesten und strikt anwenderorientierten ISCAR-Produkten wieder einmal unserer eigener Wettbewerber. Der Kunde bekommt von uns jeweils das, was er braucht und was ihm nutzt. Dabei warten wir nicht auf neue Forderungen, sondern gehen, wie auch mit dem TANGMILL- Frässystem, unsererseits in Vorleistung, weil wir uns Vorteile für den Kunden versprechen". Die praktizierte "Offenheit" des Werkzeug-Herstellers ISCAR und des "Vor-Ort-Lieferanten" Franken bewährte sich erneut und ist elementarer Bestandteil der seit Jahren bestehenden, erfolgreichen Partnerschaft zwischen dem Kunden und dem Lieferanten und dessen Lieferwerk.

Quelle: VDI-Z II/2003 September (Edgar Grundler)


Franken Zerspanungstechnik