Flexibler und genauer

von Rudolf Beyer Trotz extrem schwierigem Umfeld im letzen Jahr investierte die Sauter Feinmechanik in ein über eine Million Euro teures Pendel-Schleif-Bearbeitungszentrum der Buderus Schleiftechnik GmbH, um bei großen, komplexen Teilen durch Hartdrehen und Schleifen in einer Aufspannung ein Höchstmaß an Flexibilität und Genauigkeit sicher zu stellen.

Bernhard Sauter, verantwortlich für die logistischen und technischen Prozesse, erklärt: „Unsere Vorväter und auch wir sind sehr techniklastig und setzen bis heute auf eine extrem hohe Eigenfertigungstiefe, um flexibel und hochgenau fertigen zu können – auch, weil wir in unserer Region lange Zeit keine Möglichkeit hatten, auf externe Zulieferer zurückzugreifen. Deshalb haben wir parallel zu unserem Wachstum entsprechende eigene Kapazitäten und Fertigkeiten aufgebaut.“

Neben einem umfangreichen hochmodernen Maschinenpark für Drehen und Fräsen stehen bei Sauter für das Schleifen eine ganze Reihe Hochpräzisions-Schleifmaschinen von Studer, Mägerle, Kehren und Kellenberger zur Verfügung. Seit Januar 2010 ergänzt nun erstmals auch ein Schleifzentrum von Buderus Schleiftechnik diesen anspruchsvollen Maschinenpark. Mit 45 Tonnen Gesamtgewicht ist das neue Schleifzentrum BV 1000 DH nicht nur die schwerste und mit 10 m Länge und 3 m Breite die größte Maschine der Firma Sauter, sie ermöglicht durch die Komplettbearbeitung mittels Hartdrehen und Schleifen in einer Aufspannung auch eine weitere Genauigkeitssteigerung bei der Bearbeitung komplexer, großer Teile.

Bernhard Sauter: „Wir stellen fest, dass im Bereich Schleifen bei uns der Trend zu immer größeren Bauteilen geht. Das sind nicht nur größere Revolver, die in Fernost gewünscht werden, auch bei großen Flachbettdrehmaschinen, beispielsweise für Schiffs- oder Ölbohrwellen, ist ein gewisser Trend zu großen Maschinen zu sehen. Für das Schleifen von Großteilen hatten wir in der Vergangenheit auf unseren Kehren- und Mägerle-Maschinen häufig zu wenig Kapazität. Und weil diese meist mehrschichtig betriebenen und in die Jahre gekommenen Maschinen dringend einer Revision bedürfen, hatte 2008 die Investition in eine Schleifmaschine für Großteile eine so hohe Dringlichkeit, dass wir diese Investition auch im derzeit schwierigen Umfeld nicht gestoppt, sondern zügig durchgezogen haben.“

Drei namhafte Maschinenhersteller hatten sich um den Auftrag beworben, den Zuschlag erhielt Buderus Schleiftechnik, weil das Unternehmen aus Aßlar nicht nur den sachgemäß besten Lösungsweg parat hatte, sondern mit zwölf Monaten Lieferzeit auch am schnellsten liefern konnte..

Fertigungsleiter Heinz Lüdeke ergänzt: „Die von uns gewünschte Funktion Hartdrehen konnte nicht jeder so, wie wir das uns vorstellten. Wir wollten eine Pendelschleifmaschine mit je einem Rundtisch mit 1.000 mm Aufspannfläche in zwei getrennten Arbeitsräumen, um die erheblichen Rüst- und Stillstandszeiten in unserer seitherigen Produktion zu reduzieren. Mit dem Pendelbetrieb haben wir nämlich an anderer Stelle im Betrieb gute Erfahrungen gemacht. Auf der einen Seite wird das Werkstück gespannt, auf der anderen Seite wird gleichzeitig gefertigt. Wir wollen das Teil ohne Absetzen auf einer Maschine komplett fertig machen. Ist das Teil in der ersten Aufspannung fertig, muss der Mitarbeiter das Teil für die zweite Aufspannung mittels Kran praktisch nur umdrehen, spannen und an einem Ausrichtdurchmesser ausrichten, um die andere Seite zu bearbeiten. Während des Umspannens können wir auf der anderen Seite weiter produzieren. Da wir ja kein Großserienfertiger sind, der mit Paletten und automatischen Ladegeräten arbeitet, schien uns der Pendelbetrieb auch beim Schleifen ein vernünftiger Mittelweg zu sein, die Bearbeitung großer Teile flexibel zu rationalisieren. Hinzu kam der Wunsch, auf einer Maschine mittels Hartdrehen und Schleifen mehrere Fertigungsprozesse in einer Aufspannung zu realisieren.

Wir haben bei etlichen Teilen wegen Härteverzug großen Schleifbedarf von bis zu 0,8 mm, weil das Teil bei der Wärmebehandlung einmal ins Plus und einmal ins Minus geht. Um eine Nut hart auszudrehen, mussten wir das Teil extra in die Dreherei geben. Das war sehr zeitaufwändig, weil man das Teil für das Drehen der Nut separat ausrichten und die Spannbacken ausdrehen musste. Die Folge waren lange Liegezeiten und Genauigkeitsverlust. Auf der neuen Buderus-Maschine fertigen wir jetzt alles in einer Aufspannung: alle Flächen außen, innen und plan werden bis auf ein kleines Aufmaß hart vorgedreht und fertig geschliffen. Weil das Umspannen entfällt, verbessert sich die Qualität des Teiles erheblich.“ Für das hochgenaue Hartdrehen und Schleifen von Werkstücken bis zu1.000 mm Durchmesser und 400 mm Länge in einer Aufspannung im Pendelbetrieb braucht es natürlich eine ziemlich stabile Maschine. Keine ungewöhnliche Aufgabenstellung für Buderus Schleiftechnik, denn die an Sauter gelieferte Maschine gehört laut Vertriebsleiter Dr.-Ing. Joachim Heim eher zu den kleinen Maschinen im BV-Lieferprogramm. Die BV-Schleifmaschinen basieren nämlich auf dem Baukasten einer Pittler Vertikal-Drehmaschinen-Baureihe, bei der Tischdurchmesser von 630 bis 5.000 mm möglich sind.

Maschinenbett aus thermisch stabilem Naturgranit

Dr.-Ing. Joachim Heim: „Wir haben diesen Baukasten von unserem Schwester-Unternehmen Pittler übernommen und daraus eine Schleifmaschine entwickelt. Aus dieser Synergie bieten wir in der DVS-Gruppe die Vertikalschleifmaschine ergänzt mit Dreh- operationen an, während Pittler sich hauptsächlich auf das Drehen und Fräsen konzentriert. Maschinen für die Komplettbearbeitung in einer Aufspannung werden von uns überall dort eingesetzt, wo komplexe Bearbeitungsvorgänge bei kürzesten Taktzeiten ablaufen sollen und geringste Form- und Lage- toleranzen gefordert sind. Unser Hauptanwendungsfall ist das Gangrad im PKW-Getriebe, das wir in der Verzahnung spannen, um Bohrung und Planfläche sowie den Synchronkegel zu bearbeiten. Seit 1997 haben wir in diesen Maschinen Schleifen und Hartdrehen beispielsweise der Planseiten kombiniert und diese Maschinen mit einem Bett aus Naturgranit vorgesehen, der wegen des kleinen Ausdehnungskoeffizienten thermisch sehr stabil ist. Das hat sich jetzt auch in den Großmaschinen als Standard herausgebildet. Wir bekommen die Betten mit fertig bearbeiteten Führungen, beziehungsweise Anlageflächen und Befestigungsbohrungen für die Rollenführungen samt Messprotokoll von unserem Unterlieferanten, der solche Betten bereits für hochwertige Messmaschinen produziert und sich seit 1987 auf die Herstellung von Maschinenbetten in Granit spezialisiert hat.“

Das Oberbett aus Naturgranit ist bei der Buderus BV 1000 DH mit einem Querschnitt von 1.200 x 2.400 mm und 6 m Länge ein gewaltiger Brocken, der ganz erheblich zum Gesamtgewicht der Maschine von 45 t beiträgt. Auf angeschraubten Rollenführungen lassen sich zwei Kreuzschlitten mit Eilgängen von 35 m/min unabhängig voneinander linear in den jeweiligen Arbeitsraum verfahren, während im anderen gerüstet wird.

An dem einen Schlitten ist eine automatisch wuchtbare, einschwenkbare Außenschleifspindel für Schleifscheiben 600 mm Durchmesser und 30 mm Breite angebracht, so dass damit Planflächen und Durchmesser geschliffen werden können. Auf dem zweiten Schlitten ist ein Schleifspindelrevolver mit drei lnnenschleifspindeln angebaut. Dieser Schlitten ist zum Schleifen von zylindrischen oder konischen Bohrungen vorgesehen. Des Weiteren befindet sich eine Drehwerkzeugaufnahme mit Capto C8 auf dem Revolver mit drei verschiedenen CBN Platten zum Hartdrehen und Einstechen für Nuten. Je nach Bearbeitungsfolge können die Werkzeuge beider Schlitten auch synchron am gleichen Werkstück mit einer Zustellgenauigkeit von 1/10 µm Auflösung in allen Achsen arbeiten.

Das maximale Werkstückgewicht auf den zwei vertikal angebauten gleich großen Rundtischen mit 1.000 mm Durchmesser, die an das Oberbett aus Naturgranit angeflanscht sind und sich über ein Stahlgestell, auf dem auch das Granitbett lagert, auf dem Hallenboden abstützen, darf 5 t betragen. Ein Späneförderer fördert Späne und Schleifschlamm nach außen, die Metallspäne werden mittels Magnetvorabscheider separiert, das verbleibende Schleifwasser wird einer Kühlmittelaufbereitungsanlage mit Papierfilter zugeführt und temperiert in den Kühlkreislauf zurückgepumpt. Gesteuert wird die Maschine von der CNC-Steuerung Sinumerik 840 D von Siemens mit Anwenderprogrammen und Schleifzyklen von Buderus.

Heinz Lüdeke: „Die Maschine läuft jetzt seit Anfang Januar und erfüllt unsere Erwartungen voll und ganz. Die Bearbeitung innen, außen, plan und der Nuten zueinander ist mit hoher Genauigkeit machbar. Wir sind gerade dabei, mit Hilfe der vorhandenen Schleifzyklen die benötigten Programme zu schreiben. Dazu kopieren wir praktisch die vorhandenen Programme und schreiben sie auf unsere Parameter um. Vorerst fahren wir die neuen Programme ohne Werkstück auf der Maschine ein, bis bei den Mitarbeitern mehr Programmiersicherheit vorhanden ist. Ein ganz großer Vorteil ist, dass wir auf der Maschine nicht nur unsere großen Teile, sondern auch problemlos ganz kleine Teile fertigen können.“

Bei der Beschaffung der Maschine war relativ bald klar, dass die neue Maschine nicht nur für die Eigenproduktion eingesetzt werden soll, sondern dass man künftig auch Lohnfertigungsaufträge annehmen will, um die teuere Maschine möglichst rund um die Uhr auszulasten.

Berhhard Sauter: „Sauter-Philosphie ist, wir können jedes Teil selber machen. Wir optimieren jedes Produkt bis zum Ende durch und entscheiden dann, ob es weiterhin bei Sauter gefertigt oder entsprechend optimiert fremd gefertigt wird. In nahezu allen Bearbeitungsstufen konnten wir uns im Aufschwung mit Fremdvergabe stärken. Nur bei den großen Schleifteilen funktionierte das nicht. Wir haben einfach niemanden gefunden, der uns im Aufschwung Kapazitäten zur Verfügung stellen konnte oder wollte. Ich denke, es wird auch in Zukunft schwer sein, extern Kapazität für große Schleifteile zu finden. Deshalb bin ich überzeugt, andere Unternehmen, die große komplexe Teile zu schleifen haben, werden unser diesbezügliches Angebot zu schätzen wissen. Wir sehen die Lohnfertigung nämlich nicht als Lückenbüßer, sondern werden unsere Kapazität auf der Maschine mit Zusatzschichten ausweiten, damit wir dann auch im Aufschwung unser Angebot nicht zurückziehen müssen, sondern die Kunden zuverlässig bedienen können.“W

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