Von 100 Kilogramm bis 100 Tonnen

Der ehemals große Kundenkreis Bergbau gibt dabei schon einen Hinweis auf die Spezialisierung dieser Hebezeuge - sie werden zu einem großen Teil in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt und sind daher nicht elektrisch sondern vorwiegend mit Druckluft aber auch zunehmend hydraulisch angetrieben. Die Hebezeuge der Marke J.D. Neuhaus sind in über 70 verschiedenen Branchen im Einsatz. Besonders gefragt sind sie in der Öl- und Gasexploration bzw. -verarbeitung, im Bergbau, in der chemischen Industrie sowie im Schweranlagenbau.

Lasten werden damit bewegt, die 100 Kilogramm wiegen, aber auch 100 Tonnen, in besonderen Fällen sogar 250 Tonnen. Die Hebezeuge hängen an Fixpunkten, sind zum Verfahren von Lasten in Laufkatzen eingebaut, oder in komplette Krananlagen integriert. Sie heben unter Wasser, in explosionsgefährdeten Bereichen, oder bei Temperaturen bis -45 °C in der Arktis.

Vielfalt ist das Geschäft von J.D. Neuhaus - die kundenspezifische Lösung eben, speziell im Bereich der Krananlagen. Das JDN-Herstellungsprogramm umfasst insgesamt 11 Produktlinien. Deshalb ist die mechanische Fertigung bei Neuhaus auf Flexibilität ausgelegt - und zunehmend auf Schnelligkeit. Wie Armin Decker, der Betriebsleiter feststellt, waren bisher von der gesamten Durchlaufzeit der Teile und Produkte nur zwischen 2 und 5 Prozent wertschöpfender Anteil. Es machte also viel mehr Sinn, die 95 Prozent entscheident zu verkürzen, als die 2 bis 5 Prozent. Viel Wert wurde in den vergangenen Jahren darauf gelegt, Die Synchronisation der Fertigungsprozesse mit der Montage über ein striktes Kanban-System zu verbessern um auch kleinste Losgrößen nicht nur bei Schnellschüssen in kürzester Zeit durchzuschleusen.

„Erreicht haben wir das," so Decker, „indem wir maschinell die Voraussetzungen für Komplettbearbeitung geschaffen haben: Schnelle Rüstzeiten, egal welches Werkstück, es sind immer die richtigen Werkzeuge in groß dimensionierten Kettenspeichern, keine Sonderspannmittel, nur Backentausch und vor allem die Komplettbearbeitung mit möglichst vielen Operationen in einer Maschine. Zum Beispiel die Integration von zwei unterschiedlichen Fertigungsverfahren wie Drehen und Verzahnen. Das neue Maschinenkonzept zog folgerichtig natürlich auch eine Neubetrachtung des Werkzeugkonzeptes nach sich. Auch hier haben wir den Markt nach neuen Lösungsansätzen durch leuchtet."

Beispiel Laufrad

Nehmen wir zum Beispiel ein Laufrad für einen Laufkatzenantrieb. Es greift in die auf einem Träger oder Ausleger verschraubte Zahnstange ein und bewegt damit die Laufkatze. Die Laufräder für einen Laufkatzentyp im Lastbeich von 0,5 - 3 Tonnen sind von der Größe her identisch.

Gefertigt werden sie aus dem Werkstoff GGG 70. Der Durchmesser beträgt 100 mm die Zahnbreite 8 mm. Es hat 47 Zähne mit Modul 2. Bis 2008 wurden sie auf einer Drehmaschine auf Kontur und Maß gedreht und anschließend in einem zweiten Arbeitsgang verzahnt auf einer Lorenz mittels Abwälzfräser. Die Rüstzeit beim Verzahnen betrug für jedes Los von 125 Rädern etwa 40 Minuten. Diese Losgröße entsprach auch meistens der Standzeit des Wälzfräsers. 125 fertige Zahnräder im Lager für einen längeren Verbrauchszeitraum belasten das Lager, die Lagerkosten und die Kapitalbindung. Die Verzahnungsmaschine hat einen relativ hohen Maschinenstundensatz, ein Wälzfräser als teurer aber notwendiger Reservist ist ein zusätzlicher Posten im Werkzeugetat und das Reinigen des Zahnrades nach dem Verzahnen vom Schneidöl hat auch eine Kostenstelle.

Die Einführung des Kanban-Systems vor einigen Jahren beinhaltete auch die Minimierung des Lagerbestandes - es wird nur das gefertigt, was auch gebraucht wird - man beleuchtete folgerichtig auch den Fertigungsprozess der Laufräder. Was also tun?

„Zapfwelle in Scheiben?"

Der Werkzeugspezialist Horn, seit vielen Jahren mit seinen Werkzeugen präsent in der Fertigung bei J.D. Neuhaus, war eigentlich nie bekannt für spezielle Fräslösungen bei Zahnrädern. Im Katalog des Werkzeugspezialisten Horn fand man allerdings einen Hinweis auf spezielle Fräser, die Zahnprofile in Wellen, zum Beispiel Steckverzahnungen in Zapfwellen, erzeugen. Man hakte bei Michael Ehmann, dem zuständigen Vertriebsmann von Horn, nach. „Zahnräder sind doch ähnlich wie in Scheiben geschnittene Zapfwellenprofile, oder?" Und erfuhr Wissenswertes: „Die Fräser für Zahnprofile in Zapfwellen und Wellen zum Beispiel in Getrieben von langsamlaufenden Kommunal- und landwirtschaftlichen Fahrzeugen, Gabelstaplern und ähnlichen Fahrzeugen werden schon lange und erfolgreich zu Hunderttausenden mit Horn-Fräsern bearbeitet. Teilweise befinden sich auf einer Welle drei unterschiedliche Zahnprofile in unterschiedlichen Durchmessern und Moduln. Bei diesen Großserien wird auch die Qualität des Zahnprofils und der Traganteil auf eine interessante Weise optimiert. Die Wellen werden weich bearbeitet und erleiden durch Härten unweigerlich einen Verzug. Wenn man nun die Wellen nach dem Härten vermisst und den Verzug im Werkzeug geometrisch korrigiert, so ist jetzt zwar die weiche Welle maßlich nicht mehr korrekt aber die gehärtete um so mehr." So Michael Ehmann über die Möglichkeiten mit Horn Werkzeugen Steckwellen zu verzahnen. Wo ist da der große Unterschied zu Zahnrädern?

Flexible Komplettbearbeitung von Zahnrädern

Das war der Anstoß, über das Verzahnen von Zahnrädern neu nachzudenken. Das Ergebnis: Seither wird auf einer Mazak Integrex in der Hauptspindel das Zahnrad auf Kontur und Maß gedreht und hauptzeitparallel auf der Nebenspindel mit einem speziellen Zahnprofilfräser ein perfekter Zahnkranz erzeugt. Vorteile: Flexibilität. Zahnräder werden gefertigt, wenn das Kanban-System danach verlangt. Aber nicht mehr in 125er Losgrößen sondern nur noch 30 Stück. Teures Umrüsten einer Verzahnungsmaschine fällt weg. Das Programm ist im Speicher der CNC und das Werkzeug kann jederzeit aus dem Werkzeugmagazin eingewechselt werden. Es wird mit Emulsion gearbeitet und nicht mehr mit Schneidöl. Der Waschgang erübrigt sich. Die Komplettbearbeitung auf einer Maschine blockiert nicht mehr zwei Maschinen, davon eine mit erhöhtem Stundensatz. Das Zwischenlager für die halbfertigen Drehteile fällt auch weg. Die direkten Werkzeugkosten für den Fräser und die Wendeplatten sind sogar niedriger als die vorherigen Kosten für Wälzfräser und mehrmaliges Nachschleifen.

Gleiche Präzision aber flexibler bei geringeren Kosten

Die gefrästen Zahnprofile im Laufrad sind mindestens so präzise wie wälzgefräste. Das hat mehrere Gründe:

Solide Erfahrungen

Erfahrungen aus über drei Jahren lassen eine sichere Beurteilung des Werkzeuges und des Verfahrens zu. Peter Willfried, der Vorarbeiter in der Fertigung, lobt „die sehr gute Standzeit der Platten, die hohe Laufruhe und Zuverlässigkeit und den niedrigen Plattenverschleiß." Und fährt fort: „Das habe ich von Horn nicht anders erwartet. Die Zusammenarbeit mit Michael Ehmann hat schon manchen positiven Effekt in unserer Fertigung erzeugt. Nicht umsonst setzen wir so viele Werkzeuge der Tübinger ein: Scheibenfräser, Stechwerkzeuge, Gewindefräser, Nutenstoßwerkzeuge und auch die Verzahnungsfräser,......." W