Die Qualität von Spritzgießmaschinen hängt wesentlich von der Qualität der eingesetzten Schnecken ab. Für die Herstellung dieser asymmetrischen, spiralförmigen Bauteile ist in aller Regel Komplettbearbeitung das Mittel der Wahl, möglichst in einer Aufspannung. Als einer der führenden Hersteller kombinierter Fräs-Drehzentren im XXL-Format bietet die österreichische Weingärtner Maschinenbau GmbH Lösungen, die genau diese Anforderungen erfüllen.
Vor 50 Jahren wurde Weingärtner als Lohnfertigungsbetrieb gegründet. Heute macht dieses Geschäft nur noch einen kleinen Teil des Umsatzes aus. Im Zentrum stehen die Entwicklung und Herstellung großer, geschlossener Bearbeitungszentren, zu denen die MPMC- und Pick up-Baureihen gehören. Diese Maschinen eignen sich für verschiedenste Arten der Metallbearbeitung an großen Wellen, Turbinen, Schnecken und anderen Produkten der Schwerindustrie.
Nun hat der Maschinenbauer mit der Pick up 400 im Sommer 2016 ein Kombizentrum auf den Markt gebracht, das erstmals etwas kleinere Dimensionen aufweist. Darauf können Schnecken gefertigt werden, die einen Durchmesser von 10 mm bis etwa 160 mm und eine Länge zwischen 700 mm und 6000 mm haben. Wie Vertriebsleiter Klaus Geissler erzählt, waren zahlreiche Kundenanfragen entscheidend für die Entwicklung der neuen Maschine: „Vor allem im Kunststoffbereich wurde der Wunsch nach einem Fräs-Drehzentrum dieser Größe immer wieder laut. Es ist kleiner als unsere anderen Maschinen und kann nicht wirbeln – braucht also keinen automatischen Kopfwechsel. Dadurch ist sie kompakter und kostengünstiger.“
Mit umfangreichen Fräs- und Drehfunktionen ist die Pick up 400 bestens für die komplexe Schneckenfertigung geeignet. Das wissen laut Geissler inzwischen auch andere Branchen zu schätzen, wie die Luftfahrt und der allgemeine Maschinenbau. Er ergänzt: „Davon abgesehen stellen Anwender inzwischen auch andere Produkte mit unserem kleinen Kombizentrum her. Sie eignet sich beispielsweise perfekt für komplexe Zylinder mit Bohrungen und Gewinden, die einen Durchmesser von bis zu 400 mm haben dürfen.“
Hohe Schnittwerte und glatte Oberflächen
Die Qualitätsbasis für ihre neuen Maschinen legt Weingärtner mit einer hochsteifen Grundkonstruktion. Als ebenso entscheidend beschreibt Geissler die Eigenschaften der eingesetzten Motorspindeln von Weiss Spindeltechnologie. Sie zeichnen sich durch eine extrem steife HSK-T100-Werkzeugschnittstelle und herausragende technische Daten aus. Dank der hohen Drehzahlen von bis zu 14 000 min-1, einer Leistung von 45 kW und Drehmomenten von bis zu 275 Nm bei 100 % ED kann Weingärtner in der pick up 400 Keramikwerkzeuge verwenden und damit besonders hohe Zeitspanvolumina erreichen.
Ebenso vorteilhaft erweisen sich die schnell drehenden Fräsaggregate bei der Finish-Bearbeitung. Laut Vertriebsleiter Geissler müssen die Schnecken zwar am Ende immer poliert werden: „Dank der hohen Oberflächengüte von Ra 3,2 µm, die wir mit der neuen Maschine erreichen, können unsere Kunden aber das Polieren in der halben Zeit erledigen.“
Angeflanscht auf der B-Achse der Maschine, ist die kompakte Motorspindel schwenkbar und kann über Kopf arbeiten. „Im Sinne der Maschinensteifigkeit waren wir gefordert, das Gewicht unserer Spindel so gering wie möglich zu halten“, ergänzt Weiss-Vertriebsingenieur Volker Schultheiß. „Mit gerade mal 420 kg ist uns dies gelungen.“
Via Drehdurchführung lassen sich Kühlschmierstoffe (KSS) mit bis zu 80 bar direkt an die Werkzeugspitze transportieren. Ebenso zuverlässig funktioniert die Zuführung von Aerosolen bei Minimalmengenschmierung oder von trockener Luft bei Trockenbearbeitung. Zusätzliche Schwenkdüsen am Spindelkopf eignen sich alternativ für eine äußere KSS-Zufuhr mit bis zu 20 bar.
Um die Drehfunktion perfekt nutzen zu können, lässt sich die Motorspindel alternativ zur HSK-T100 mit der Drehwerkzeug-Schnittstelle Capto C8 ausstatten. Entscheidend ist hierbei außerdem die integrierte Wellenklemmung mit Hirth-Verzahnung. Sie kann einfach über eine Hydraulikbeschaltung aktiviert werden und erreicht neben dem enormen Haltemoment von 1000 Nm eine sehr hohe Kippsteifigkeit.
Produktivitätsgewinn gegenüber anderen Systemen
All diese technischen Merkmale der Weiss-Spindel tragen entscheidend zu der hohen Wirtschaftlichkeit des neuen Fräs-Drehzentrums von Weingärtner bei. Darüber hinaus sind optionale Features wichtig – wie etwa automatische Be- und Endladesysteme für Werkstücke und Werkzeuge, mit denen sich Nebenzeiten verringern lassen. So kann beispielsweise ein moderner Knickarmroboter mit Zwischenmagazin integriert werden, der den Werkzeugwechsel von Span zu Span stets in weniger als 10 Sekunden erledigt. Dabei ist die Bedienung des Roboters ebenso einfach wie die der gesamten Maschine. Denn über eine Softwareschnittstelle lässt er sich über die standardmäßig eingebaute Highend-CNC von Sinumerik 840D sl von Siemens programmieren.
Dass die Summe der modernen Module und Komponenten in der Pick up 400 zu einem Produktivitätsgewinn gegenüber anderen Produktionssystemen führt, liegt auf der Hand. Diesen in Zahlen zu fassen, ist für Geissler dennoch schwierig, denn die Unterschiede von Werkstück zu Werkstück sind groß: „So manche kleine Schnecke mit 15 mm Durchmesser und 700 mm Länge stellen Anwender mit unserer ‚kleinen‘ Pick up 400 in zehn Minuten her. Mit anderen Maschinen brauchen sie dafür vielleicht zwanzig Minuten oder mehr. Ein anderes Mal sind sie aber aus irgendwelchen Gründen nur um zehn Prozent schneller. Das hängt von so vielen Faktoren ab, die ich hier nicht einzeln erklären kann. Aber generell bestätigen unsere Kunden eine sehr hohe Wirtschaftlichkeit dieser Maschine. Dementsprechend groß ist die Nachfrage.“
Ein Spindeltyp für verschiedene Maschinen-Baureihen
Danach gefragt, wie die Zusammenarbeit mit Weiss zustande kam und wie zufrieden er damit ist, hat der Vertriebsleiter eindeutige Antworten parat: „Die Idee, Spindeln von Weiss einzusetzen, hat mit der Siemens-Zugehörigkeit zu tun.“ Weingärtner setzt schon seit Jahrzehnten auf Steuerungen und Antriebe von Siemens und weiß die Offenheit und Zuverlässigkeit der Systeme zu schätzen. Die Motorspindel aus dem selben Konzernverbund zu beziehen, erscheint logisch.
Dass die Spindelspezialisten aus Maroldsweisach zudem als Innovationsführer ihres Marktsegments gelten, war für Geissler ein weiterer Grund, die Zusammenarbeit anzustreben. Auch aus heutiger Sicht habe er alles richtig gemacht: „Die Entwickler von Weiss haben sich als ebenso flexibel und zuverlässig erwiesen wie die Vertriebsberater und Servicemitarbeiter.“
Weiss setzte letztlich alle Anforderungen um. Auch die vorgegebenen Baumaße und Positionen der Anschlüsse entsprechen exakt den Vorgaben. Das war insofern von großer Bedeutung und in der Umsetzung anspruchsvoll, weil diese Motorspindeln künftig nicht nur in der Pick up 400 zum Einsatz kommen, sondern auch in diversen Maschinen der MPMC-Baureihe. Dort werden sie mitunter als „Schwesterspindel“ zu einer mechanischen Weingärtner-Spindel verwendet, die bei Bedarf vollautomatisch eingewechselt werden kann.
Da die Weiss-Spindeln nun in verschiedenen Maschinen eingesetzt werden können, erhöht sich die Gesamtzahl der Bestellung, was positive Mengeneffekte zur Folge hat. Darüber hinaus sinken die Lagerhaltungskosten, da sich die Anzahl der vorzuhaltenden Spindelersatzteile wie Welle, Stator, Lager etc. deutlich reduzieren.
Weiss Spindeltechnologie GmbH
www.weissgmbh.de
Weingärtner Maschinenbau GmbH
www.weingartner.com
Komplettbearbeitung schwerer, komplexer Teile
Die Weingärtner Maschinenbau GmbH wurde im Jahr 1964 gegründet und befindet sich noch heute in Familienhand. Am Stammhaus im österreichischen Kirchham erwirtschaften rund 200 Mitarbeiter einen durchschnittlichen Jahresumsatz von rund 30 Millionen Euro. Sie fertigen kombinierte Dreh-Fräszentren und andere Bearbeitungsmaschinen zur Komplettbearbeitung von schweren, komplexen Teilen wie Schnecken, Walzen, Großkurbelwellen und Generatorläufer. Zu den Kunden zählen vor allem Unternehmen aus der Kunststoffindustrie und der Energietechnik. Aber auch im allgemeinen Maschinenbau, der Papier- und Stahlindustrie sowie in der Luftfahrt werden die Maschinen eingesetzt.
