Hocheffiziente Verzahnungsprozesse
Ideal zur Produktion von HKS Dreh-Antrieben
Drehantriebe sind Tausendsassas: Sie kommen immer dann zum Einsatz, wenn eine Masse gedreht oder geschwenkt werden muss – und genau das ist in unzähligen Nutzfahrzeugen, Schiffen, Maschinen, Kraftwerken und Produktionsbereichen der Fall. Die große Anwendungs-Bandbreite definiert die anspruchsvolle Aufgabe der HKS Dreh-Antriebe GmbH, denn das Unternehmen produziert als Marktführer diese interessante Technologie. Spezielle Außenverzahnungen am zentralen Kolben des Drehantriebs entstehen dabei mit vertikalen Wälzfräsmaschinen von EMAG Richardon: Zwei stehen am HKS-Standort in Hessen, eine neue des Typs R 300 im sächsischen Neukirch.
Dass eine Masse beschleunigt, abgebremst, präzise positioniert und dann in einer Position gehalten werden muss, ist natürlich keine Seltenheit. Fast könnte man deshalb fragen: Wo kommen die dazugehörigen Drehantriebe eigentlich nicht zum Einsatz? Und tatsächlich begegnet uns diese Technologie häufig im Alltag. Wenn zum Beispiel ein Lkw der örtlichen Entsorgungsbetriebe den Abfallcontainer anhebt und per Schwenkbewegung entleert, sorgt nicht selten ein leistungsstarker HKS-Antrieb für die Hebekraft.
Gleiches gilt für Rettungsplattformen der Feuerwehr oder besonders große Schaufeln von Baggern. Auf der anderen Seite sorgen Drehantriebe von HKS in der industriellen Produktion beispielsweise dafür, dass sich Auffangbehälter präzise kippen lassen, dass diverse Mischvorrichtungen sich schnell bewegen oder dass Werkzeugwechsel an einer Maschine einfach vollzogen werden. Dabei basieren Drehantriebe auf verschiedenen Antriebsprinzipien und haben unterschiedliche Leistungskennzahlen sowie Baugrößen. Gibt es trotzdem so etwas wie ein übergreifendes Erfolgsprinzip bei HKS?
„Letztlich geht es für uns immer darum, sehr präzise Antriebe zu entwickeln, die höchsten Belastungen dauerhaft Stand halten und sehr effektiv arbeiten“, erklärt Mario Vogt, Betriebsleiter bei HKS am Standort im sächsischen Neukirch. „Für viele Kunden entwickeln wir dabei sehr individuelle Lösungen und produzieren mit einer hoher Fertigungstiefe an unseren drei Standorten in Deutschland. Unser enormes Erfahrungswissen fließt in jede Entwicklung mit ein. Auf dieser Basis sind wir zu einem der weltweit führenden Hersteller in diesem Bereich geworden.“
Qualität und Flexibilität im Fokus
Warum es dabei auch und gerade um eine anspruchsvolle Verzahnungsproduktion geht, macht wiederum der Blick auf die verschiedenen Funktionsprinzipien der Drehantriebe deutlich. Beispiel Steilgewindeantrieb: Mit diesem Getriebe wird die lineare Bewegung eines angetriebenen Kolbens in die benötigte Drehbewegung umgewandelt. Dabei verbindet sich die Steilverzahnung des Kolbens mit der Innenverzahnung eines Zylinders, der den Kolben umgibt. Die Drehbewegung geht umso weiter, je länger der Linearweg des Kolbens ist.
Das Prinzip ist verblüffend einfach und zugleich wirkungsvoll. Allerdings lasten je nach Einsatzbereich auch enorme Kräfte auf diesen Verzahnungen. Und: Die typischen Einsatzbereiche der HKS-Drehmotoren in Industrie und Technik verlangen nach einer besonderen Zuverlässigkeit. In der Produktion entstehen deshalb ausnahmslos extrem stabile und präzise Verzahnungen. Die Fehlertoleranz beträgt „null“. Dass die Verantwortlichen von HKS vor diesem Hintergrund auf EMAG zugegangen sind, ist kein Zufall, denn am Produktionsstandort im hessischen Wächtersbach sind bereits seit vielen Jahren zwei Richardon Wälzfräsmaschinen im Einsatz.
Deren Zuverlässigkeit und Effizienz sollte nun am Standort in Neukirch Einzug halten, zumal die vorhandenen Verzahnungsmaschinen hier schon älter waren. „Eines unserer Ziele war es dabei, mit einem höheren Bearbeitungstempo in der Verzahnungsproduktion wachsende Stückzahlen zu bewältigen, denn unsere Technologie kommt in immer mehr Anwendungsbereichen zum Einsatz“, erklärt Vogt. „Auf der anderen Seite muss sich die Wälzfräsmaschine sehr schnell und einfach umrüsten lassen, denn unsere Losgrößen schwanken zwischen eins und 50. Somit findet fast täglich ein Loswechsel statt. Deshalb ist es wichtig für uns, dass sich der Umrüstprozess je nach Bauteil in wenigen Minuten vollzieht. Nach einem Einfahren der Maschine mit einem Musterstück geht es direkt los.“
Enorme Leistungssprünge
Seit März 2019 ist die vertikale Wälzfräsmaschine R 300 von EMAG Richardon jetzt bei HKS im Einsatz. Es zeigen sich enorme Leistungssprünge im Vergleich zur vorher eingesetzten Technik: So hat sich zum Beispiel die Hauptzeit bei der Bearbeitung von sehr großen Verzahnungen von bis zu drei Stunden auf rund 30 Minuten radikal verkürzt. Gleichzeitig ist die Standzeit der eingesetzten Wälzfräser um rund 30 Prozent angestiegen. Und das heißt: Die Werkzeugkosten für HKS sinken ab.
Insgesamt werden auf der vertikalen Wälzfräsmaschine Modul-3-Außenverzahnungen mit einer Breite von 90 bis 350 Millimetern bearbeitet. Die Kolben sind dabei zwischen 200 und 500 Millimeter lang und zwischen 2 und 200 Kilo schwer. „Diese Bandbreite von Bauteilen verweist direkt auf eine besondere Stärke der Technologie von EMAG Ricardon – einer außergewöhnlich großzügigen Grundkonstruktion“, erklärt Michael Ossot vom EMAG Vertrieb.
„Wir legen sehr viel Wert auf einen großen Arbeitsraum mit langen Verfahrwegen sowie einem breiten Drehzahl- und Leistungsspektrum, was wiederum die Bearbeitung von ganz unterschiedlich großen Bauteilen ermöglicht.“ Darüber hinaus punkten diverse Konstruktionsdetails der Maschine: So reduziert eine Hauptbaugruppe aus hochwertigem Gusseisen die Schwingungen. Außerdem ist die Maschine sehr thermostabil.
Wichtig ist auch der Werkstücktisch mit Torquemotor, denn der innovative Direktantrieb ist verschleiß-, spiel- und wartungsfrei sowie sehr präzise in seinen Bewegungen. Davon profitiert die Genauigkeit während des Zerspanungsprozesses. Ein weiteres Qualitätsmerkmal sind die Doppel-V-Gleitführungen in allen Achsen.
„Extrem gute Erfahrungen mit dieser Technologie“
Erst im Jahr 2017 hat die EMAG Gruppe diese Technologie von der Firma Richardon übernommen und somit das eigene Anwendungs-Know-how um den Baustein „Verzahnen von großen Bauteilen“ erweitert. An der besonderen Konstruktion der Maschinen gab es im Zuge dieses Wechsels keine technologischen Änderungen, was HKS besonders wichtig war, wie Betriebsleiter Mario Vogt bestätigt: „Wir haben extrem gute Erfahrungen mit dieser Technologie gesammelt und wollten selbstverständlich die gleiche Effizienz und Flexibilität am Standort in Neukirch etablieren – ohne jede Änderung im Maschinenbau. Das konnte uns EMAG garantieren. Aktuell sehen wir uns rundum bestätigt in dieser Investitionsentscheidung. Die Maschine ermöglicht es uns, deutlich größere Stückzahlen in einem vergleichbaren Zeitraum zu produzieren. Angesichts der Tatsache, dass Drehantriebe in immer mehr Anwendungsbereichen zum Einsatz kommen und der Markt für diese Technologie somit wächst, ist das eine wichtige Grundvoraussetzung für unseren Erfolg.“
