Getriebekomponenten für Kettenfahrzeuge komplett bearbeiten

Um gepanzerte Fahrzeuge in Bewegung zu setzen, sind große Antriebskräfte erforderlich. Hierbei sorgen Getriebe von Renk, Spezialist für vollautomatische Getriebe für schwere militärische Kettenfahrzeuge, für den entsprechenden Vortrieb. Zur Komplettbearbeitung der Komponenten setzt Renk auf WFL-Millturn-Maschinen.

Anders als im Automobilbereich, wird ein schweres Kettenfahrzeug mit dem Getriebe angetrieben, gelenkt und sogar gebremst. Letzteres geschieht, im Fall der von Renk ausgestatteten Fahrzeuge, durch die Zusammenwirkung von zwei unterschiedlichen Bremssystemen für niedere und hohe Geschwindigkeiten mittels einer mechanischen Bremse im unteren Geschwindigkeitsbereich und einer verbauten hydrodynamischen Wirbelstrombremse, einem sogenannten Retarder. Das Getriebe stellt durch die Funktionen Schalten, Lenken und Bremsen die Mobilitätszentrale dieser Fahrzeuge dar.

Die für die Getriebe benötigten Bauteile sind auf drei Fertigungssegmente aufgeteilt: Dies sind Gehäuseteile, kleine kubische Teile – kraftaufnehmende Teile, Ventilblöcke, Teile aus der Bremse und strömungsmechanische Bauteile – und rotatorische Teile mit Verzahnungen für die Drehzahlübertragung. Letztere sind die typischen Teile, die im Leistungsstrang des Getriebes verbaut sind und das sind auch jene Teile, die sich besonders gut für die Komplettbearbeitung auf WFL-Millturn-Maschinen eignen. Es gibt in diesem Segment eigentlich kein Teil, das nur reine Drehbearbeitung aufweist.

Neben der Drehbearbeitung kommen typischerweise komplexe, gefräste Geometrien sowie eine Vielzahl von Bohrungen vor. Als Werkstoffe kommen vorwiegend hochfeste Stähle mit einer Festigkeit von 1.200 bis 1.300 N/mm² als Stangen- und Schmiedeteile zum Einsatz. „Alles, was rund ist und eine Verzahnung hat, kommt auf eine WFL-Maschine“, lautet das allgemeine Credo. „Typischerweise wird in Kleinserien mit Losgrößen von 1 bis 300 Stück gefertigt, wobei die mittlere Losgröße um die 50 Stück liegt“, erklärt der Leiter der Fertigung, Martin Wimmer. Aber auch Teile für Prototypen-Getriebe in Losgröße 1 bis 5 Stück kommen nicht selten vor.

Aufgrund der Flexibilität der WFL-Multitalente wird keine eigene Protypen-Fertigung mit abweichenden Fertigungsprozessen benötigt. Auch kleinste Losgrößen können sehr wirtschaftlich über den bestehenden Maschinenpark laufen. Außerdem entfallen dadurch die kostenintensiven Sonder-Spannvorrichtungen, denn auf den Millturns erfolgt die Werkstück-Aufspannung über Standard- und einige Sonder-Backen im Drei-Backen-Futter.

Der komplette Simulationslauf der Fertigung erfolgt im CAD-CAM. Hier spielt die Durchgängigkeit der Daten von der Konstruktion der Bauteile bis zur Fertigung an der Maschine eine wichtige Rolle. Im CAM selbst ist ein Modell der Maschine, der Spannfutter, Spannbacken, Roh- und Fertigteile sowie der Werkzeuge hinterlegt. Damit wird in der Simulation die Realität sehr gut nachgebildet und derart getestete Programme laufen auch in der Praxis störungsfrei durch. „Wir kommen damit sehr gut klar. Durch die durchgängige Simulation haben wir praktisch keine Kollisionen mehr“, bringt es Wimmer auf den Punkt. Eine gewisse Ausnahme bei der Simulation bilden die Verzahnungen. Verzahnt wird auf den Millturns bis Modul 4. Hier kommen hauptsächlich spezielle WFL-Zyklen zum Abwälzfräsen zum Einsatz, da diese sehr einfach und schnell über die Eingabe der Verzahnungsparameter anwendbar sind.

Die erste WFL Millturn wurde bereits 2010 geliefert und seither beschäftigt man sich bei Renk intensiv mit der Komplettbearbeitung. „Wir haben damals unser gesamtes Teilespektrum von sehr kleinen Teilen bis etwa 600 Millimeter Durchmesser analysiert und verfolgten das Ziel, den vorhandenen, sehr inhomogenen Maschinenpark zu vereinheitlichen. Wir wollten für das gesamte Teilespektrum ein Maschinenkonzept, das über verschiedene Baugrößen identisch aufgebaut ist. Da war die WFL von der M35 bis zur M50 ganz einfach optimal aufgestellt. Neben dem Drehen, Bohren und Fräsen auf einer Maschine war uns das Verzahnen insbesondere von Modul 3 in Qualität 8 mit einem fliegend gespannten Wälzfräser wichtig.

Das haben zwar mehrere Hersteller zugesagt, aber nachgewiesen hat es letztendlich nur WFL. Insbesondere die äußerst stabile B-Achsen-Indexierung mit der großen Hirth-Verzahnung macht sich da positiv bemerkbar.

Der WFL-typische Aufbau der Dreh-Bohr-Fräseinheit, bei dem die Frässpindel als drehmomentstarke Getriebespindel ausgeführt ist, sorgt für äußerst hohe Zerspanungsleistungen in allen Drehzahlbereichen. Das extrem stabile Maschinengestell macht sich nicht nur in puncto Produktivität bezahlt, sondern ermöglicht letztendlich das dauerhafte Einhalten engster Geometrietoleranzen und die Erzielung von optimalen Oberflächenqualitäten“, fasst Wimmer die vielfältigen technischen Hintergründe zusammen.

„Wir wollen mit einzelnen Spezialarbeiten nicht mehr auf andere Maschinen oder externe Lieferanten angewiesen sein“, erklärt Wimmer. „Dadurch ergibt sich eine hohe Reduktion der Durchlaufzeit, aber auch eine Reduktion der Anzahl an Arbeitsgängen. Einzelne Arbeitspläne haben sich durch die Komplettbearbeitung um die Hälfte verkürzt. Durch die kombinierte Bearbeitung ergeben sich aber auch Einsparungen in der Laufzeit. Die durch die effizientere Nutzung freiwerdende Kapazität wird für zusätzliche Arbeiten auf der Maschine genutzt. Beispielsweise wird dort, wo ein großer Grat bei der Bearbeitung entsteht, gleich auf der Maschine entgratet. Dadurch verbesserte sich nicht nur die Produktivität, sondern auch die Arbeits­sicherheit beziehungsweise wird das Verletzungsrisiko minimiert.

Quelle: WFL Millturn Technologies GmbH & Co. KG