Parksperre. – Bild: Horn / Sauermann

Die Parksperre wird auf einer Pfiffner RT100-12 auf zwölf Stationen komplettbearbeitet. – Bild: Horn / Sauermann

| von Sabine Königl

Bei den Horn-Technologietagen im vorigen Jahr stach eine Live-Vorführung besonders heraus: Die Bearbeitung einer Parksperre auf einer Pfiffner Rundtaktmaschine RT100-12. Die Zahl zwölf im Namen steht für die Anzahl der Stationen. Mit unterschiedlichen Bearbeitungsschritten an den jeweiligen Stationen wurde das für die Technologietage leicht abgewandelte Automotive-Bauteil komplettbearbeitet.

Hinter dem Firmennamen Pfiffner verbirgt sich der weltweit führende Hersteller von Rundtaktmaschinen, welcher leistungsfähige Lösungen für Werkstücke im High-Volume-Bereich anbietet. Seit über 40 Jahren entwickelt Pfiffner Rundtaktmaschinen von höchster Präzision und Flexibilität. Durch unermüdlichen Erfindergeist, lösungsorientierte Praxis und eine ausgereifte Marktkompetenz ist Pfiffner heute zu einem weltweit führenden Partner innovativer Industrien geworden und hat sich als einer der größten unabhängigen Werkzeugmaschinenhersteller der Schweiz etabliert.

Das Werk in Zimmern, Baden Württemberg, deckt die Bereiche Vertrieb, Service, Einrichten und Steuerungstechnik ab. Uwe Krause, Geschäftsführer von Pfiffner sieht „Kundenorientierung, Flexibilität und Leistungsfähigkeit als Erfolgsfaktoren“. Krause ist seit Gründung des Standorts Zimmern im Jahr 1989 im Unternehmen.

Beim ersten Blick auf die RT100-12 fällt die ungewöhnliche Form auf. Neben dem maximal zwölf Stationen Dreh- und Bearbeitungscenter horizontal und sechs vertikal bietet das Modell je nach Ausführung 80 bis 90 Achsen und ermöglicht eine komplette 6-Seiten-Bearbeitung mit Umspannen. Dabei sind Werkstücke bis 100 x 100 x 100 Millimeter beziehungsweise ab Stange mit Durchmesser 60 Millimeter und Länge 100 Millimeter bearbeitbar.

Bei der Steuerung vertraut Pfiffner auf die Bosch MTX. Der Einsatz einer RT100-12 setzt entsprechend viele Bearbeitungen sowie eine jährliche Mindestausbringungsmenge von mindestens 300.000 Stück voraus. Nicht selten geht die Jahresproduktion in den siebenstelligen Bereich. Durchschnittlich werden mit einer RT100-12 etwa 1,7 Millionen Bauteile pro Jahr mit einer ebenfalls durchschnittlichen Taktung von 10 Sekunden produziert. 80 Prozent der Applikationen bewegen sich in der Zeitspanne von sechs bis 15 Sekunden pro Station.

Bei der zu bearbeitenden Parksperre handelt es sich um ein relativ komplexes Werkstück, welches in einer Stückzahl von 350.000 Stück pro Jahr gefertigt wird. Der Rohling hat eine Abmessung von 50 Millimeter Durchmesser und 56 Millimeter Länge und besteht aus 16MnCr5. Für die Horn-Technologietage wurden alle Stationen mit Horn Präzisionswerkzeugen ausgestattet.

„Die Projekte mit Horn laufen immer sehr gut. Verlässlichkeit, fairer Umgang miteinander und das gemeinsame Ziel, Kundenlösungen zu schaffen, haben beide Firmen in der Unternehmensphilosophie fest verankert.“

Uwe Krause, Pfiffner

Folgende Bearbeitungsarten werden dabei durchgeführt: Stechdrehen, Schruppfräsen der Tasche, Außenkonturdrehen, Ausdrehen, Bohren, Nutfräsen, Fräsen der Fasen, Fräsen der Schlüsselfläche, Schrupp- und Schlichtfräsen einer Tasche sowie Zirkularfräsen eines Hinterstichs und einer Freisetzung. Mit einer Taktzeit von etwa 50 Sekunden gehört die Parksperre aufgrund ihrer Komplexität zu den eher zeitintensiven Bauteilen. Joachim Hornung, Leiter Erstausrüstung bei Horn geht näher auf die Werkzeugauslegung und die Anforderungen ein: „Obwohl unsere Kundenlösungen zu etwa 50 Prozent aus Sonderwerkzeugen bestehen, ist hierbei interessant, dass alle Bearbeitungsoperationen mit Standardwerkzeugen abgedeckt werden konnten. Standard bedeutet in unserem Fall Werkzeuge aus dem Horn-Produktkatalog.“

Mehrschneider erwiesen sich als wirtschaftlich

Die Bearbeitung erfolgt in vier Produktionsschritten. Eine radiale Bohrung wird mit einem Vollhartmetallbohrer Typ DDP mit einem Durchmesser 8,8 Millimeter hergestellt. Der Bohrer DDP ist für Bohrungstiefen 3 x D, 5 x D und 8 x D und für universelle Anwendungen und zum bevorzugten Einsatz bei nicht legierten Stählen, Stahlguss und legierten Stählen bis 1.000 N/mm² Zugfestigkeit ausgelegt. Alle Werkzeuge verfügen über eine innere Kühlmittelzufuhr. Des Weiteren ist eine Variante ohne Innenkühlung erhältlich. Die VHM-Bohrwerkzeuge mit Kegelmantelanschliff sind ab 5 x D mit doppelten Führungsfasen ausgeführt, was zu erhöhter Bohrungsqualität führt.

Eine Freisetzung in derselben Bohrung entsteht mittels Zirkularfräsen. Zum Einsatz kommt ein Nutzirkularfräser DCN. Vollhartmetallfräser vom Typ DC vereinfachen das Herstellen von Nuten mit runden oder rechteckigen Querschnitten, Gewinden sowie von Fasen. Ihre Wirtschaftlichkeit beweisen die in mehreren Hartmetallsorten lieferbaren Mehrschneider besonders beim Bearbeiten von Werkstoffen wie Kobalt-Chrom-Stählen, Titan, rostfreien Stählen und Kunststoff. Die Variante DCN ist speziell für die Nutbearbeitung konzipiert und hat einen Arbeitsbereich im Schneidkreisdurchmesser 4,0 bis 10 Millimeter und Nutbreiten von 0,5 bis 3 Millimeter. Bei der Parksperre ist eine Variante mit z = 4, Schneidkreisdurchmesser 8 Millimeter und Schneidbreite 2 Millimeter im Eingriff.

Im Dialog zum Werkstück. – Bild: Horn / Sauermann
Im Dialog zum Werkstück: Uwe Krause, Pfiffner; Joachim Hornung, Horn; und André Brütsch, Pfiffner. – Bild: Horn / Sauermann

Das dritte Anwendungsbeispiel ist die Bearbeitung einer Tasche auf der Mantelfläche mit dem Vollhartmetallfrässystem DP. Hier fährt man beim Schuppen eine Rampenstrategie, das heißt es wird über eine Schräge zugestellt. Die Bandbreite umfasst Schrupp-, Schlicht-, Entgrat-, Torus-, Mehrschneider- und Kugelfräser, die je nach Ausführung mit Nenndurchmessern von eins bis 20 Millimeter verfügbar sind. Ihre gemeinsamen Merkmale sind große, die Schnittkraft reduzierende Spanwinkel, tiefe, den Spänen mehr Platz bietende Spanräume sowie die Freiwinkel mit Facettenschliff.

Dank der Schafttoleranz h5, einer Durchmessertoleranz von h9 und der Rundlaufgenauigkeit von 0,01 Millimeter sind die Werkzeuge auch für die Bearbeitung von Präzisionsteilen sehr. Die Sorte TF2K, eine TiAlN-Schicht, erhöht durch das sorgfältig abgestimmte Verhältnis von Härte und Druckeigenspannung die Stabilität der Schneidkanten. Das Schlichten der Tasche übernimmt die VHM-Fräservariante Typ DPT, die sich durch eine scharfkantige Schneidkante auszeichnet und eine sehr hohe Oberflächengüte erzeugt.

Die Bearbeitung eines Einstichs in der Außenkontur ist die vierte Anwendung in der näheren Betrachtung. Dabei kommt die modulare Kassettenschnittstelle 220 von Horn zum Zug. Diese ermöglicht die Kombination von Quadrat-, Rundschaft-, HSK-T-, PSC- und KM-Aufnahmen mit Kassetten der verschiedenen Horn-Stechsysteme. Ihr besonderes Merkmal ist neben dem modularen Aufbau die hohe Stabilität und Wechselgenauigkeit der Kombination Kassette/Halter. Der Grundkörper für die Bearbeitung der Parksperre ist mit einem Polygonschaft ausgelegt. Der Einstich in der Außenkontur des Werkstücks wird dabei mit einer Schneidplatte Typ S229 mit drei Millimeter Breite und einer .31 Geometrie erzeugt.

Die Bearbeitung eines Einstichs in der Außenkontur ist die vierte Anwendung in der näheren Betrachtung. Dabei kommt die modulare Kassettenschnittstelle 220 von Horn zum Zug. Diese ermöglicht die Kombination von Quadrat-, Rundschaft-, HSK-T-, PSC- und KM-Aufnahmen mit Kassetten der verschiedenen Horn-Stechsysteme. Ihr besonderes Merkmal ist neben dem modularen Aufbau die hohe Stabilität und Wechselgenauigkeit der Kombination Kassette/Halter. Der Grundkörper für die Bearbeitung der Parksperre ist mit einem Polygonschaft ausgelegt. Der Einstich in der Außenkontur des Werkstücks wird dabei mit einer Schneidplatte Typ S229 mit drei Millimeter Breite und einer .31 Geometrie erzeugt.

Rundtaktmaschinen sind ein anspruchsvolles Thema

Eine Rundtaktmaschine stellt den Kunden vor deutlich mehr Fragen, Anforderungen, Konfigurationen und vieles mehr als beim Kauf einer konventionellen Maschine. Dabei braucht es laut Krause gleich zweimal Mut. „Das erste Mal, wenn sich der Kunde technisch und organisatorisch mit dem Thema Rundtaktmaschine auseinandersetzt. Da wird oft das erste Mal wirklich realisiert, wie komplex und anspruchsvoll sich das Thema gestaltet. Allein schon bei der Feststellung, ob das Teil für eine Rundtaktmaschine geeignet ist. Aber auch, wie man seine Mitarbeiter mit dieser Technologie vertraut macht.

Das zweite Mal braucht der Kunde Mut, wenn es um das Thema Investitionsvolumen geht. Da geht es in der Regel um 500.000 bis 4,5 Millionen Euro. Laut Krause ist es bis heute Pionierarbeit, Kunden von der Rundtakttechnologie zu überzeugen. Die RT100-12 ist als Baukastensystem ausgelegt, und es besteht die Möglichkeit einer Rekonfiguration, beispielsweise für ein geeignetes Nachfolgebauteil.

Horn und Pfiffner arbeiten seit rund 20 Jahren Hand in Hand. Joachim Hornung: „Die Partnerschaft bewegt sich auf Augenhöhe und hat absolute Kundenorientierung als Ziel. Wir hatten von Anfang an eine gute und zielführende Zusammenarbeit. Durch die letzten drei bis vier gemeinsamen Projekte hat sich allerdings das Miteinander nochmal deutlich intensiviert.“ Krause und Hornung sind sich einig: Rundtaktmaschinen mit der entsprechenden Werkzeugausrüstung sind in der Großserien- und Massenfertigung eine Lösung, die einen erheblichen Unterschied machen kann.

Quelle: Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH

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