Produktivität und Performance

Die Kölner Alfred H. Schütte GmbH & Co. KG ist bekannt für die Herstellung von Mehrspindeldrehautomaten, die für die Massenfertigung von Drehteilen genutzt werden. In vielen Gegenständen des täglichen Gebrauchs leisten Drehteile ihren Dienst. Die Mischkartusche in der Badarmatur zählt beispielsweise ebenso wie der Schließzylinder der Haustür und die Zündkerze im Fahrzeug zu den Produkten, die auf einem dieser Mehrspindeldrehautomaten hergestellt wurden.

Die Individualisierung vieler Konsumgüter führt allerdings dazu, dass immer komplexere Werkstücke in zunehmend kleineren Losgrößen produziert werden müssen. Kürzere Produktlebenszyklen erfordern eine höhere Umrüstflexibilität der Maschinen. Somit wächst die Anzahl der Werkstücke, die grundsätzlich für die Mehrspindelfertigung geeignet sind, deren Produktionsmengen jedoch unter die wirtschaftlich sinnvolle Einsatzgrenze eines Mehrspindlers rutschen.

Für genau diese Anforderungen stellt Schütte die neue Maschinenbaureihe vor.

„Unser Ziel ist die Optimierung und Ausweitung unseres Maschinenangebots im veränderten Wettbewerb“, erläutert Vertriebsleiter Peter-Hans Schmidt. „Dafür haben wir jetzt die Lösung: Mit kurzen Rüstzeiten bei kleinen Losgrößen liegen wir im Bereich klassischer Einspindeldrehautomaten. Wir sind jedoch deutlich produktiver als ein einfacher Einspindeldrehautomat und kostengünstiger als die Mehrspindelversion, weshalb die ECX das Beste aus zwei Welten vereint.“

Die Ingenieure aus Köln haben durch die Umsetzung der Mehrspindlerphilosophie, das heißt Parallelbearbeitung mit mehreren Werkzeugen und Reduzierung von Nebenzeiten, eine Maschine mit außergewöhnlicher Produktivität entwickelt.

Ein wesentlicher Faktor ist die Vielfachbearbeitung an der Hauptspindel: Bis zu vier dreiachsige Revolvereinheiten stehen für jede beliebige Form von stehenden und angetriebenen Werkzeugen zur Verfügung. Der hochdynamische Torquemotor der Revolver sorgt für extrem kurze Schalt- und Werkzeugwechselzeiten. Als NC-Achse betrieben erzeugt er durch eine kinematische Achskopplung mit der Hauptspindel eine vollwertige Y-Achse – für jede Revolvereinheit.

„Diese Technologie ermöglicht eine enorme Flexibilität in der Anwendung. Ist kein Y-Achsbetrieb erforderlich, wird der Revolver in der Bearbeitungsposition geklemmt. Hierdurch erreichen wir eine enorme Steifigkeit, sodass hohe Zerspanleistungen umgesetzt werden können“, betont Schmidt.

Der Gegenspindelkasten verfügt über bis zu zwei dieser Revolvereinheiten für eine ebenfalls parallele Bearbeitung. Alle Einheiten an Haupt- und Gegenspindel sind optional und können nachgerüstet werden. „Wir haben uns bewusst gegen x-fach Revolverscheiben entschieden, da dann die nicht im Eingriff befindlichen Nachbarwerkzeuge häufig im Weg sind und eine Parallelbearbeitung behindern“, erläutert Schmidt die Philosophie der Maschine. „Bei unserem Design können bis zu vier Werkzeuge gleichzeitig an einer Spindel arbeiten und zwei weitere parallel dazu an der Gegenspindel. Dadurch erreichen wir eine außergewöhnlich hohe Produktivität.“

Wo die Werkstückgeometrie eine solche Vielfachbearbeitung nicht zulässt, können Folgewerkzeuge hauptzeitparallel eingewechselt und vorpositioniert werden, sodass deren Span-zu-Span-Zeit gegen null geht. Optimale Dämpfungseigenschaften erreichen die Ingenieure durch den Einsatz hydrostatischer Lagerungen der Revolvereinheiten. Dadurch läuft die Maschine im Prozess selbst bei Parallelbearbeitung extrem stabil und mindert den Werkzeugverschleiß.

Der Arbeitsraum weist nur vertikale Wände und runde Führungspinolen auf, sodass Spänen keine Möglichkeit geboten wird, sich irgendwo abzulagern und aufzustauen. Somit wurden die Voraussetzungen geschaffen, selbst schwierig zu zerspanende und lang spanende Werkstoffe ohne manuellen Eingriff zuverlässig in Dauerproduktion zu bearbeiten. Schütte betritt mit dieser Entwicklung allerdings kein technologisches Neuland, berichtet Schmidt: „Wir haben bei der Entwicklung der Baureihe ausschließlich auf bereits 1000-fach bewährte Funktionsbaugruppen zurückgegriffen. Revolvereinheiten, Spindeln sowie die Systeme für die Materialzuführung und das Fertigteilhandling stammen alle aus unseren Mehrspindeldrehautomaten. Hierdurch waren wir in der Lage, eine extrem kurze Entwicklungszeit zu realisieren und bieten trotzdem schon bei der Markteinführung ein großes Repertoire an Technologiebaugruppen an."

Zunächst wird die Baugröße mit 36 Millimetern Spindeldurchlass präsentiert, prädestiniert für die Zuführung von Materialstangen. Die Ausführung mit 65er Spindel ist bereits in Vorbereitung und wird die Baureihe abrunden. Diese Spindel wird wahlweise mit Spannfuttern bestückt werden können, so dass die Beladung mit Rohlingen möglich ist. Mit dem neuen Maschinenkonzept erhalten Anwender die Möglichkeit, kleinere Lose hochproduktiv zu fertigen, erklärt Vertriebsleiter Schmidt. „Diese neue Maschine ist sehr vielseitig einsetzbar und verortet sich in der Leistung zwischen den herkömmlichen Einspindel- und Mehrspindeldrehautomaten“, erläutert er die Schütte-Strategie.

„Wir sind deutlich produktiver als die Einspindler und wollen ebenso Marktanteile bei denjenigen gewinnen, die größere Lose haben“, sagt Schmidt. Die zugrundeliegende Rechnung ist einfach: Ein Mehrspindler kostet etwa das Fünffache einer einfachen Maschine, verfügt aber über die siebenfache Produktivität. Im breiten Feld dazwischen bewegt sich die neue Baureihe.