Artikel EMAG GmbH & Co. KG

Das vertikale Drehzentrum VM 9 ist für die Fertigung von Einzelteilen und Kleinserien bei hoher Teilevielfalt ausgelegt. Die Basis der Maschine ist der als Säule ausgeführte Grundkörper aus dem Polymerbeton Mineralit®. Das besonders gute Dämpfungsverhalten von Mineralit®, kombiniert mit dem Kreuzschlitten mit X-und Z-Achse, sorgt für ausgezeichnete Zerspanungseigenschaften, schnelle Bearbeitungsprozesse und kurze Nebenzeiten. Für die nötige Power sorgt die Hauptspindel mit kW und Nm.

Flexibilität beim Drehen

Die als vertikales Drehzentrum konzipierte VM 9 gehört zu der großen Familie der modularen Maschinen von EMAG. Das bedeutet verlässliches Design kombiniert mit einem umfangreichen Ausstattungspaket.  Die Maschine ist für die Bearbeitung von Futterteilen mit einem Durchmesser von bis zu mm Durchmesser ausgelegt. Für die Fertigung der Drehteile steht ein Werkzeugrevolver, der mit bis zu zwölf Werkzeugplätzen bestückt werden kann, zur Verfügung. Je nach gewünschter Werkzeugschnittstelle in BMT oder VDI. Natürlich kann der Revolver auch mit angetriebenen Werkzeugen ausgestattet werden, um z.B. Bohr- oder Fräsoperationen auszuführen. Für absolute Prozesssicherheit sorgt der integrierte Messtaster, der eine durchgängige Qualitätskontrolle der Werkstücke garantiert. Damit ist die VM 9 exzellent für unterschiedlichste Fertigungsaufgaben vorbereitet und ermöglicht die Produktion eines breiten Werkstücksortiments.

Ergonomie bei Wartung und Beladung

Nicht nur bei der Bearbeitungsqualität kann die VM 9 überzeugen. Auch bei der Ergonomie der Maschinen wird die jahrzehntelange Erfahrung der EMAG im Bereich Vertikaldrehmaschinen deutlich. Sowohl der Arbeitsraum wie auch sämtliche Wartungskomponenten sind einfach zu erreichen. „Für unsere Kunden ist dies das große Plus der VM 9“, erläutert Georg Händel, Manager Technical Sales bei der EMAG Leipzig Maschinenfabrik GmbH. „Gerade für Kunden, die immer wieder neue Werkstücke oder unterschiedliche Teilefamilien bearbeiten müssen, ist das ein großer Vorteil.

Mit der VM 9 bietet EMAG ein neues Maschinensystem für Futterteile, das dank seiner Flexibilität für die Fertigung verschiedenster Werkstücke in unterschiedlichsten Fertigungsszenarien angepasst ist. Ob Teile für LKW, Bau- und Landmaschinen oder den Maschinen- und Anlagenbau, es gibt praktisch keine Branche, für die die VM 9 nicht geeignet ist. Die sehr gute Zugänglichkeit zum Arbeitsraum machen die Maschinen zur Allzwecklösung für Drehteile.

Vorteile der VM 9 im Überblick:

• Dynamische Achsen für kurze Nebenzeiten und schnelle Zerspanungsprozesse
• Alle Serviceeinheiten leicht erreichbar
• Achsenkontrolle über rotatorisch, indirekte Absolutwertgeber. Alle Achsen mit vollgekapseltem linearen Glasmaßstab (optional)
• Großzügig dimensionierte Hauptspindel, wartungsfreie Spindelmotoren und steife Führungsbahnen
• Sehr steifer Maschinengrundkörper aus  MINERALIT® , Dämpfungsverhalten  6–fach besser als Grauguss

Die eigentliche Bearbeitungszeit für Bremsscheiben lässt sich kaum noch verbessern. Verantwortlich dafür sind die physikalischen Belastungsgrenzen der Spannmittel. Umso wichtiger werden aktuell die Nebenzeiten: Produktionsplaner sind auf der Suche nach Systemen, die wenig bis nie stillstehen.

Leistungssprünge per TrackMotion

Wie eine solche Technologie aussehen kann, verdeutlicht EMAG. Mit ihren Pick-Up-Drehmaschinen der VSC- und VL-Baureihe verfügen die Spezialisten über Produktionslösungen, die im Zusammenspiel mit dem Automationskonzept TrackMotion für enorme Leistungssprünge in der Bremsscheiben-Bearbeitung sorgen. Ihre modular aufgebaute Technologie lässt sich passgenau für jede Anforderung konfigurieren und zudem sehr einfach in einer Produktionslinie kombinieren. Dabei kommen übrigens auch Maschinen in unterschiedlichen Baugrößen zum Einsatz, damit verschiedenen Komponenten der Bremsscheibe bearbeitet werden können.

Schnelle Beladung per Pick-Up

Anschließend transportiert TrackMotion das Werkstück von der Rohteilezuführung über die einzelnen Maschinen/Prozessschritte bis zur Fertigteilabführung. Für kurze Taktzeiten sorgt jeweils die schnelle Beladung per Pick-Up-Arbeitsspindel. Außerdem kann EMAG mehrere Maschinen integrieren, die parallel die gleiche Operation ausführen. Bei Umrüstarbeiten steht die Fertigungslinie deshalb niemals komplett still.

Intelligente 4.0-Lösungen

Wichtig für die Leistungsfähigkeit sind zudem diverse Industrie-4.0-Lösungen von EMAG. So kann mit der Software „EMAG Fingerprint“ der Verschleiß der Achsantriebe bestimmt und Wartungsarbeiten eingeplant werden. Mithilfe von „Lifetool-Analytics“ überprüfen Anwender den Zustand der angetriebenen Werkzeugeinheiten per Smartphone-App.

Wichtig ist auch, dass EMAG Maschinen mitunter jahrzehntelang im Einsatz sind. Die Anwender profitieren von einer robusten Lösung mit niedrigen Stillstandzeiten. Und das heißt: Die Stückkosten der Bremsscheibe sinken.              

Dass die Bedeutung von Industrie-4.0-Lösungen in der Metallbearbeitung stark zunimmt, zeigt sich an vielen Stellen. Besonders eindrücklich ist aber vielleicht das Beispiel „Weichbearbeitung von CVT-Scheiben und –Wellen“, denn ein solcher Bearbeitungsschritt wurde bis vor einigen Jahren unter Umständen mit Stand-alone-Losungen realisiert. Längst ist die Produktionstechnologie hier aber zwei Schritte weiter, wie Beispiele von EMAG zeugen.  

Komplett verketteter Prozess

Für ihre Kunden entwickeln die Drehspezialisten einen komplett verketteten Industrie-4.0-Prozess, der sich von zentraler Stelle aus mit einem Leitrechner überwachen und steuern lässt. Entscheidend ist dabei, dass die Ingenieure einerseits die zentralen Bearbeitungs- und Automatisierungs-Technologien für die Weichbearbeitung beherrschen und andererseits über das nötige Know-how für die Steuerungsarchitektur und Prozessauslegung verfügen.  

Vom Rohling bis zur fertigen Scheibe

In der Folge vollzieht sich ein perfekter Ablauf vom Schmiederohling bis zur fertigen CVT-Scheibe: Das Bauteil wird per Laser markiert – seine Produktion ist somit immer rückverfolgbar –, danach erfolgt das Drehen von zwei Seiten per hintereinander angeordneten Pick-up-Drehmaschinen VTC 200-4 von EMAG. Nach dem Härten durchläuft das Bauteil dann zwei Schleifprozesse, bevor eine Wascheinheit mit Handlingssystem den Prozess beschließt.

Bauteilqualität garantiert

Die Produktionsleitung kann mit einem kurzen Blick auf den zentralen Leitrechner feststellen, in welcher Maschine sich ein bestimmtes Bauteil gerade befindet und ob der Prozess reibungslos abläuft. Zusätzlich ist wichtig, dass ein solches System hochgenaue Messtechnologie nach jedem Teilprozess beinhaltet. Jedes Bauteil wird so umfassend geprüft. Seine Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit ist also garantiert.

Turbinenindustrie: Neue Software für den Werkzeugbau 

Sichere Produktionsprozesse, hohe Präzision, dazu ein steigender Wettbewerbsdruck – die Anforderungen im Turbinenbau sind ohnehin hoch. Dazu kommt, dass die Bearbeitung von zentralen Bauteilen wie BLISK, Einzelschaufel, DISK oder Diffussor eine extreme Herausforderung darstellt: Die Komponenten werden aus sehr harten und hitzebeständigen Werkstoffen hergestellt. Teure Fräswerkzeuge stoßen hier an ihre Grenzen. Die Standzeit leidet.    

Kein Werkzeugverschleiß

Vor diesem Hintergrund erfährt die Präzise Elektrochemische Metallverarbeitung von EMAG ECM seit Jahren einen großen Aufschwung in der Branche. Das High-Tech-Verfahren bietet einerseits enorme Kostenvorteile für die Komponentenfertigung, andererseits ist die Bearbeitungsgenauigkeit überzeugend. Außerdem findet fast kein Werkzeugverschleiß statt.  

Werkzeug per Software berechnen

Allerdings spielt die Formgebung des Werkzeugs eine besonders Rolle: Seine dreidimensionale Geometrie gibt die Form des Werkstücks vor. Dahinter steht eine Bearbeitungsaufgabe im Mikrometerbereich, die EMAG ECM aktuell mit einer neuen Softwarelösung radikal vereinfacht. Mit dem „EMAG Tool Designer“ erfolgt der Ablauf deutlich schneller und systematischer. Die Berechnung der Kathodenform erfolgt auf Basis der 3-D-Daten des Bauteils.      

„Tool Designer“ bereits im Einsatz

Aktuell kommt die Software bereits bei ersten Projekten intern bei EMAG ECM zum Einsatz. Zukünftig können sich die Experten aber auch vorstellen, das Tool den Kunden zur Verfügung zu stellen – viele Unternehmen in der Branche möchten ihre Werkzeuge je nach Anforderung selbst entwerfen und so ihr Wissen rund um Geometrie und Werkstoff einer neuen Flugzeug-High-Tech-Komponente schützen.

EMO: EMAG demonstriert neue Industrie-4.0-Produktionslösungen 

Wie lässt sich die industrielle Produktion ganzheitlich steuern, vorhersagen und überwachen? Diese Frage steht seit Jahren im Zentrum der Industrie-4.0-Diskussion. Auf der diesjährigen EMO in Hannover geben die Maschinenbauer von EMAG ganz konkrete Antworten: In einem speziellen Bereich zeigen sie innovative Smart-Factory-Lösungen.  

Die Smart Factory steuern

Beispiel „MultiMachineMonitor“: Mit dieser Software ist es möglich, verschiedene Maschinen von zentraler Stelle aus per Tablet oder PC zu kontrollieren und so ihre Ausnutzung zu perfektionieren oder Schwachstellen frühzeitig zu erkennen. Ähnlich wirkungsmächtig ist die Software „EC Data“, mit der sich der Herstellungsprozess eines Werkstücks jederzeit zurückverfolgen lässt. „Tool Status“ bietet wiederum eine detaillierte Zustandsanalyse des Werkzeugs im Einsatz.  

Usability im Fokus

Insgesamt zeigt EMAG auf der EMO in Hannover ein ganzes Bündel solcher Lösungen. Ganz besonders wichtig ist dabei die Usability – ein Themenfeld, an dem die Maschinenbauer in den letzten Monaten intensiv gearbeitet haben. Übergreifendes Ziel ist es, die Nutzung der Programm-Module zu vereinfachen. Die Nutzer sollen sich schnell und unkompliziert in jedem neuen Modul zurechtfinden, wenn sie andere bereits kennen. Die Steuerung, Überwachung und Analyse der Produktion wird so noch einfacher.

Wirkungsmächtiger Ansatz

Fazit der EMAG Präsentation auf der EMO: Mit den zahlreichen Software-Tools rückt die Smart Factory ein ganzes Stück näher. Es wird deutlich, wie wirkungsmächtig diese Ansätze im Zusammenspiel sind.

Auch und gerade in der Verzahnungsproduktion wird Flexibilität großgeschrieben – Beispiel EPS-Lenkung: Produktionsplaner suchen in diesem Anwendungsfeld nach Maschinen, die das komplette EPS-Getriebe inklusive Lenkritzel, Schnecken und Schneckenrädern effizient verzahnen können –  eine solche Lösung stellt die horizontale Verzahnungsmaschine HLC 150 H von EMAG KOEPFER dar.  

Verzahnen und entgraten

Die Verzahnungsspezialisten haben hier eine in jeder Hinsicht umfassende Allround-Lösung entwickelt: Es kommen alle relevanten Verzahnungstechnologien zum Einsatz – inklusive Anfastechnologie. Bauteile mit einer Verzahnung bis Modul 3 und einer Länge von bis zu 500 Millimetern lassen sich deshalb fertig bearbeiten. Bei einer Getriebewelle erfolgt also zum Beispiel das Wälzfräsen der Laufverzahnung (Schruppen) im ersten Schritt, anschließend wird die Verzahnung drückentgratet und mit dem zweiten Wälzfräsen vollzieht sich das abschließende Schlichten.  

Hohe Verzahnungsqualität garantiert

Im Übrigen profitieren die Kunden von einer ganzen Reihe technischer Details: So weist die Maschine einen großen Achsabstand mit bis zu 130 Millimetern sowie einen Fräskopf mit 28 kW Leistung auf. Das sorgt für Flexibilität und Effizienz. Außerdem verfährt während der Fräsbearbeitung immer nur der komplette, sehr steif aufgehängte Fräskopf. Deshalb ist der Fräsprozess sehr ruhig und präzise. Für sinkende Stückkosten sorgen unter anderem die energieeffizienten Hydraulikaggregate. Außerdem lassen sich die Werkzeuge mit dem Schnellspannsystem sehr schnell wechseln. Unproduktive Stillstandzeiten fallen also minimal aus.

Laserschweißen: EMAG Automation entwickelt Produktionssystem

Immer mehr Bauteile im Antriebsstrang unserer Autos werden mithilfe von Laserschweiß-Prozessen hergestellt. Das Verfahren eröffnet selbst bei etablierten Anwendungen – wie dem Fügen und Verschweißen von Kupplungskörper und Zahnrad in der Schaltradproduktion –  erhebliche Potentiale. Es sorgt letztlich immer für eine höhere Produktivität, Prozesssicherheit sowie mehr Flexibilität rund um die Herstellung von vielen Bauteilen im Antriebsstrang.  

Perfekt in das System eingebunden Interessant ist allerdings, wie das Verfahren in die Produktion eingebunden wird – es ist immer ein Bestandteil eines ganzheitlichen Prozesses. Beispiel Schaltrad: Das Bauteil wird beladen, sein Typ und seine Positionierung überprüft sowie gewaschen. Während der eigentlichen Bearbeitung werden die Komponenten verpresst, vorgewärmt, neu orientiert und letztlich verschweißt. Am Ende erfolgt eine Bürstbearbeitung sowie eine Ultraschallprüfung der Schweißnaht.

„Customized Solutions“ Solche Komplettsysteme rund um das Laserschweißen, deren Einzelprozesse perfekt miteinander verkettet sind, entwickelt EMAG Automation mit Sitz in Heubach. Die Kunden profitieren dabei immer wieder von der großen Bauteilerfahrung. Schalträder, Getrieberäder, Differentialgehäuse oder Kupplungskörper werden mit den Maschinen verschweißt. Der Markt wird immer größer und die Bandbreite ebenso. Entscheidend ist dabei, dass EMAG Automation „Customized Solutions“ auf der Basis von standardisierten Prozessen anbietet. In der Folge entstehen Prozessketten mit extremen Tempo, hoher Prozesssicherheit und robuster Technologie. Diese Vorteile setzen sich im Markt durch.

Sichere Produktionsprozesse, hohe Präzision, dazu ein steigender Wettbewerbsdruck – die Anforderungen im Turbinenbau sind ohnehin hoch. Dazu kommt, dass die Bearbeitung von zentralen Bauteilen wie BLISK, Einzelschaufel, DISK oder Diffussor eine extreme Herausforderung darstellt: Die Komponenten werden aus sehr harten und hitzebeständigen Werkstoffen hergestellt. Teure Fräswerkzeuge stoßen hier an ihre Grenzen. Die Standzeit leidet.  

Kein Werkzeugverschleiß

Vor diesem Hintergrund erfährt die Präzise Elektrochemische Metallverarbeitung von EMAG ECM seit Jahren einen großen Aufschwung in der Branche. Das High-Tech-Verfahren bietet einerseits enorme Kostenvorteile für die Komponentenfertigung, andererseits ist die Bearbeitungsgenauigkeit überzeugend. Außerdem findet fast kein Werkzeugverschleiß statt.

Werkzeug per Software berechnen

Allerdings spielt die Formgebung des Werkzeugs eine besonders Rolle: Seine dreidimensionale Geometrie gibt die Form des Werkstücks vor. Dahinter steht eine Bearbeitungsaufgabe im Mikrometerbereich, die EMAG ECM aktuell mit einer neuen Softwarelösung radikal vereinfacht. Mit dem „EMAG Tool Designer“ erfolgt der Ablauf deutlich schneller und systematischer. Die Berechnung der Kathodenform erfolgt auf Basis der 3-D-Daten des Bauteils.    

„Tool Designer“ bereits im Einsatz

Aktuell kommt die Software bereits bei ersten Projekten intern bei EMAG ECM zum Einsatz. Zukünftig können sich die Experten aber auch vorstellen, das Tool den Kunden zur Verfügung zu stellen – viele Unternehmen in der Branche möchten ihre Werkzeuge je nach Anforderung selbst entwerfen und so ihr Wissen rund um Geometrie und Werkstoff einer neuen Flugzeug-High-Tech-Komponente schützen.

CVT-Pulleys – Turn-Key-Lösung von EMAG

CVT-Getriebe basieren auf einer verblüffenden Idee: Die Antriebs- und Abtriebsachse des Autos sind hier mit einem Stahlband oder eine Kette verbunden. Dabei läuft das Band über jeweils zwei gegenüberliegende kegelförmige Scheiben. Werden die Scheiben in Achsrichtung zusammengeschoben, befindet sich das Band auf dem äußeren Rand der Kegelform und umfasst deshalb einen größeren Radius. Gehen die Scheiben auseinander, bewegt es sich auf einem kleineren Radius. So ändert sich die Übersetzung im Getriebe.

Pulleys und Achsen im Fokus

Das vor diesem Hintergrund die Produktion der dazugehörigen Scheiben („Pulleys“) und Achsen ganz besonders im Fokus der Planer stehen, kann kaum überraschen. Sie müssen schnell, hochgenau und ohne jeden Fehler die Hartbearbeitung durchlaufen – ein mehrstufiger Prozess. Angesichts eines stark wachsenden CVT-Marktes (vor allem in Asien und den USA werden immer mehr Pkw mit diesem Getriebe verkauft) stellt sich allerdings die Frage, wie man diese komplexen Produktionslinien schnell und ohne Aufwand etablieren kann.

Drehen und Schleifen mit EMAG Technik

EMAG gibt hier eine wortwörtlich umfassende Antwort: Auf Basis verschiedener Pick-up-Maschinen entwickeln die Spezialisten die komplette Produktionslösung inklusiver verschiedener Schleif- und Drehprozesse. Bei den Pulleys kommt die Maschine des Typs VLC 200 GT zum Einsatz. Bei Wellen setzen die Planer bevorzugt auf HG 208 (Schleifen) und VTC 200 (Hartdrehen). Die Automatisierung passt sich den Vorstellungen der Kunden an. Es stehen zahlreiche Konzepte – zum Beispiel mit Linienportalen und Stauförderbändern – zur Verfügung.

Industrie-4.0-Ansatz

Übrigens: EMAG vernetzt diese Systeme auf Wunsch perfekt mit übergreifenden Leitständen. Die Produktionsleitung stellt anschließend mit einem Blick auf den Bildschirm zum Beispiel fest, in welcher Maschine sich ein bestimmtes Bauteil befindet und ob der Prozess reibungslos abläuft – ein umfassender Industrie-4.0-Ansatz.     

Von filigransten Exemplaren für das Uhrmacherhandwerk bis zu Exemplaren mit 16 Metern Durchmesser, die im Bergbau oder der Zementindustrie eingesetzt werden, wo sie riesige Mühlen oder Drehrohröfen antreiben. Doch ob groß oder klein, eines haben alle gemeinsam: Sie müssen höchsten Anforderungen genügen.

Das seit vielen Jahren auf dem Gebiet der Verzahnungstechnik erfolgreiche Unternehmen KOEPFER konnte schon bei einer Vielzahl von Projekten für einen großen Kundenkreis sein Können unter Beweis stellen. Höchste Anforderungen zu erfüllen, ist daher eine Selbstverständlichkeit; Anforderungen, denen man mit dem entsprechenden Know-how und bester Technologie zu begegnen weiß.  Technologie wie sie z.B. in der neuen modularen Wälzfräsmaschine VL 4 H zum Einsatz kommt, mit der die Verzahnungsexperten auf die Anforderungen aus der Großserienfertigung reagieren.

VL 4 H – eine modulare Maschine von EMAG

Die modularen Maschinen von EMAG sind eine erfolgreiche Maschinenbaureihe, die die verschiedenen Technologien der EMAG Gruppe in einem einheitlichen Maschinengrundkörper vereint. Ob Drehen, Schleifen, Induktionshärten oder wie hier das Verzahnen – dank des bekannten EMAG Pick-up-Prinzips ist eine hochautomatisierte und ergiebige Fertigung sichergestellt. Die in jeder modularen Maschine integrierte Pick-up-Automation beinhaltet einen Teilespeicher für Roh-und Fertigteile, von dem sich die Maschine selbst belädt. Dies führt zu sehr kurzen Span-zu-Span-Zeiten von nur wenigen Sekunden. Der vertikale Grundaufbau der Maschine garantiert nicht nur einen optimalen Spänefall, sondern verhindert zudem die Bildung von Spänenestern, was zu gleichbleibender Fertigungsqualität  beiträgt. Der kompakte, vertikale Aufbau der Maschinen macht sie sowohl als Einzel- oder als Teil einer verketteten Fertigungslösung äußerst attraktiv. Für eine einfache Verkettungsmöglichkeit spricht die immer gleiche Übergabehöhe zwischen den Automationssystemen der Einzelmaschinen; sowie der abgesetzte Energiecontainer, der zudem den Einsatz des neuen TrackMotion Automationssystems von EMAG, das speziell für die modularen Maschinen entwickelt wurde, ermöglicht. Die direkt hinter dem Arbeitsraum verlaufende Automation sorgt dabei für den Teiletransport und fungiert zudem als Wendeeinheit, was die Flexibilität des Gesamtsystems unterstreicht.

Wälzfräsen und Anfasen auf einer Maschine

Die vertikale Wälzfräsmaschine VL 4 H lässt sich auf eine große Anzahl von Anwendungen konfigurieren. Die Hochleistungsantriebe, die in der Arbeitsspindel wie auch im Wälzfräser eingesetzt werden, erlauben hohe Drehzahlen und Drehmomente, die eine schnelle, präzise und damit kostenoptimierte Zahnradfertigung sicherstellen. Die Maschine ermöglicht das Trockenwälzfräsen von Werkstücken mit einem Durchmesser bis zu 200 Millimetern und Modul 4. Das optional erhältliche Messsystem für die Bauteilvermessung kann um eine Sensorik für Orientierungsaufgaben erweitert werden. Es ist außerhalb des Arbeitsraumes angeordnet und somit vor Spänen und Schmutz geschützt; bei Bedarf kann es auch ausgefahren werden. So lassen sich nicht nur die Bearbeitungsvorgänge jederzeit anpassen, sondern es wird auch eine lückenlose Dokumentation für die Qualitätssicherung in der Produktion ermöglicht.  Der Arbeitsraum der VL 4 H  ist durch die große Fronttür optimal zugänglich und ermöglicht kurze Rüstzeiten sowie für den Bediener eine ergonomische Arbeitsumgebung. Die Kombination aus leistungsfähigen Antrieben, einer absolut präzise zu steuernden Arbeitsspindel mit Werkzeugaufspannung sowie einem großzügigen Arbeitsraum erlaubt verschiedene Verzahnungsverfahren auf der Maschine. So ist es z.B. möglich mit Hilfe des CHAMFER-CUT-Verfahrens, das Anfasen der Werkstücke direkt nach dem Wälzfräsen in derselben Aufspannung umzusetzen. Hierfür wird auf den Fräseraufspanndorn des  Fräskopfes neben dem Wälzfräser auch das CHAMFER-CUT-Werkzeug angebracht. Das von FETTE entwickelte CHAMFER-CUT-Verfahren ist ideal für einen präzisen und kostengünstigen Anfasprozess. „Da bei diesem Verfahren kein Sekundärgrat bzw. keine Materialaufwürfe durch Verformung entstehen, ist dieses Verfahren besonders für Verzahnungen geeignet, die nach dem Härten noch gehont werden“, erklärt Jörg Lohmann, Vertriebsleiter bei EMAG KOEPFER. Voraussetzung ist allerdings die passende Geometrie des Werkstücks. „Wir haben diese Kombinationsbearbeitung erfolgreich bei der Fertigung von Getrieberädern getestet. Die radförmigen Werkstücke weisen meist keinerlei Störkonturen auf, was das Anfasen per CHAMFER-CUT ermöglicht. Die Kombinationsbearbeitung von Wälzfräsen und Anfasen in einer Aufspannung auf einer Maschine ist natürlich eine sehr preiswerte Lösung für den Anwender, da er mit nur einer Maschine zwei Fertigungsprozesse auf einmal durchführen kann und dabei auch noch das Werkstückhandling zwischen den Bearbeitungsschritten entfällt . Dadurch können z.B. die Durchlaufzeiten verkürzt und Werkstücke schneller für den nächsten Fertigungsschritt zur Verfügung gestellt werden“, erklärt Lohmann weiter.

VL 4 H – hohe Freiheitsgrade für den Anwender

Die neue VL 4 H von EMAG KOEPFER bietet dem Anwender eine Vielzahl von Möglichkeiten. Ob als Stand-alone-Maschine für das Verzahnen oder, wie in dem Beispiel gezeigt, mit der Verfahrenskombination Wälzfräsen/Anfasen oder als Teil einer Fertigungslinie, die sich dank der Vorteile der modularen Maschinen vergleichsweise einfach realisieren lässt – der Anwender profitiert in jedem Fall von den vielen Möglichkeiten, die die Maschine bietet. Dazu meint Lohmann abschließend: „Wir von KOEPFER legen größten Wert auf die optimale Beratung unserer Kunden. Mit der VL 4 H haben wir jetzt einen weiteren wertvollen Baustein in unserer Baureihe des modularen Standards, die es uns erlaubt, unseren Kunden die bestmögliche Fertigungslösung für ihre Anwendung anzubieten. Von der Einzelmaschine bis hin zum hochautomatisierten Fertigungssystem für die Großserie.“

Die Plattformstrategie im Automobilbau gibt die Richtung vor: Die Hersteller verwenden viele „Gleichteile“, die in ganz unterschiedlichen Modellen zum Einsatz kommen. Letztlich steigen so die Stückzahlen für das einzelne Bauteil massiv an und die Entwicklungs- und Stückkosten sinken ab. Aber mit welchen Technologien lassen sich die immer größer werdenden Produktionszahlen überhaupt effektiv bewältigen?

Alle Teilprozesse in einer Maschine

Eine innovative Antwort auf diese Frage gibt jetzt EMAG ECM, das Technologiezentrum für Elektrochemische Metallverarbeitung (ECM) innerhalb der EMAG mit Sitz in Gaildorf bei Schwäbisch Hall. Die Spezialisten haben eine Maschine mit sogenanntem Mehrprozess-Modul entwickelt. In ihrem Inneren läuft eine große Anzahl von Teilprozessen ab – vom Vorwaschen über verschiedene ECM-Stationen bis zum abschließenden Nachwaschen und Konservieren.

Flexibel konfigurierbar

Dabei lassen sich die einzelnen Module völlig flexibel anpassen und konfigurieren. Denkbar sind zum Beispiel unterschiedlich große ECM-Stationen, in denen sich jeweils 4, 8 oder 12 Bauteile bearbeiten lassen. In jeder dieser Stationen kann dann entweder ein ECM-Teilprozess am Bauteil ablaufen oder der gleiche Prozess parallel, um die Ausbringungsmenge der Maschine weiter zu steigern. Zwischen den einzelnen Stationen kommt wiederum ein Linear-Achshandling zum Einsatz. Es weist eine hohe Dynamik und Präzision auf. Die Bauteile werden also letztlich im Sekundentakt durch die vorhandenen Module geführt.

Präzise und extrem schnell

Insgesamt versprechen sich die Spezialisten von EMAG ECM sehr große Marktchancen von diesem Ansatz, mit dem sich riesige Stückzahlen problemlos bewältigen lassen. Das Anwendungsspektrum reicht von Turbinenrad und -gehäuse über Nockenstücke und Kolben bis zu verschiedenen Getriebeelementen wie Synchronkörper und Antriebswelle. Jedes Bauteil entsteht schnell, extrem präzise, ohne Grat und ohne Werkzeugverschleiß.

Die Plattformstrategie im Automobilbau gibt die Richtung vor: Die Hersteller verwenden viele „Gleichteile“, die in ganz unterschiedlichen Modellen zum Einsatz kommen. Letztlich steigen so die Stückzahlen für das einzelne Bauteil massiv an und die Entwicklungs- und Stückkosten sinken ab. Aber mit welchen Technologien lassen sich die immer größer werdenden Produktionszahlen überhaupt effektiv bewältigen?

Alle Teilprozesse in einer Maschine

Eine innovative Antwort auf diese Frage gibt jetzt EMAG ECM, das Technologiezentrum für Elektrochemische Metallverarbeitung (ECM) innerhalb der EMAG mit Sitz in Gaildorf bei Schwäbisch Hall. Die Spezialisten haben eine Maschine mit sogenanntem Mehrprozess-Modul entwickelt. In ihrem Inneren läuft eine große Anzahl von Teilprozessen ab – vom Vorwaschen über verschiedene ECM-Stationen bis zum abschließenden Nachwaschen und Konservieren.

Flexibel konfigurierbar

Dabei lassen sich die einzelnen Module völlig flexibel anpassen und konfigurieren. Denkbar sind zum Beispiel unterschiedlich große ECM-Stationen, in denen sich jeweils 4, 8 oder 12 Bauteile bearbeiten lassen. In jeder dieser Stationen kann dann entweder ein ECM-Teilprozess am Bauteil ablaufen oder der gleiche Prozess parallel, um die Ausbringungsmenge der Maschine weiter zu steigern. Zwischen den einzelnen Stationen kommt wiederum ein Linear-Achshandling zum Einsatz. Es weist eine hohe Dynamik und Präzision auf. Die Bauteile werden also letztlich im Sekundentakt durch die vorhandenen Module geführt.

Präzise und extrem schnell

Insgesamt versprechen sich die Spezialisten von EMAG ECM sehr große Marktchancen von diesem Ansatz, mit dem sich riesige Stückzahlen problemlos bewältigen lassen. Das Anwendungsspektrum reicht von Turbinenrad und -gehäuse über Nockenstücke und Kolben bis zu verschiedenen Getriebeelementen wie Synchronkörper und Antriebswelle. Jedes Bauteil entsteht schnell, extrem präzise, ohne Grat und ohne Werkzeugverschleiß.

Nockenwellen im schnellen Wechsel fügen

Der Zusammenbau von Nockenwellen hat für den Automobilbau eine ganze Reihe von Vorteilen. Zunächst basiert die Konstruktion auf einem Rohr und weist deshalb im Vergleich zur klassischen Monoblock-Nockenwelle ein viel geringeres Gewicht auf. Ein weiterer Pluspunkt ist, dass für jede Teilkomponente der Welle der jeweils ideale Werkstoff zum Einsatz kommt: Die Nocken sind zum Beispiel gesintert, untergeordnete Bauteile wie Stopfen oder Endstücke werden hingegen aus günstigeren Materialien hergestellt – dieser Ansatz senkt die Kosten. Außerdem lassen sich die Funktionen der Nockenwelle besser planen bzw. umsetzen, wenn etwa ein Zahnrad direkt an einer Schulter anliegt.

Neue Möglichkeiten für das Fügen

Seit mehr als 20 Jahren entwickelt EMAG Automation die dazugehörige, patentierte thermische Fügetechnologie: Die Nocke wird induktiv erwärmt, dabei erweitert und kraftfrei auf der Welle positioniert. Das Ganze erfolgt jeweils mit einer Erwärmtemperatur, die genau an den Werkstoff und die Geometrie angepasst ist. Mit dem gezielten Kühlen startet dann der Schrumpfprozess. Am Ende steht ein kraftschlüssiger Querpressverband. Mit ihrer neuen Fügemaschine SFC 600 eröffnen die Spezialisten dieser Technologie jetzt neue Möglichkeiten – das thermische Fügen von Nockenwellen bis 600 Millimeter Länge wird noch einmal schneller und vor allen Dingen deutlich flexibler.

Rasanter Bauteil-Wechsel möglich

Im Zentrum der Lösung stehen besonders präzise und schnelle NC-Achsen mit Linearmotortechnik. Auf dieser Basis lässt sich der gesamte Produktionsprozess auch durch das NC-Programm steuern – eine entscheidende Voraussetzung für Flexibilität: Je nach Nockenwellen-Modell genügt es unter Umständen, das NC-Programm zu wechseln. Dafür ist die gesamte Bedienoberfläche an die Programmierung einer Werkzeugmaschine angelehnt. Alle Daten liegen im System ab. „Der Wechsel von einer Nockenwellen-Produktion zu einer anderen vollzieht sich somit in weniger als zehn Minuten“, erklärt Wolfgang Bohn, Angebotstechniker bei EMAG Automation. Gerade bei häufigen Umrüst-Vorgängen ist das System deshalb sehr effektiv, denn bis auf wenige Elemente ist die SFC 600 rüstfrei.

60 Sekunden für den Zusammenbau

Auch der eigentliche Fügeprozess ist perfekt getaktet und läuft rasant ab: Das Ladeportal entnimmt bis zu zwei Wellen-Komponenten gleichzeitig und führt sie den vorhandenen zwei Induktoren zur Erwärmung zu. Danach übernimmt das NC-gesteuerte Doppel-Greifsystem die zwei Bauteile und setzt sie wie beschrieben gleichzeitig auf die Welle. Insgesamt ist es so möglich, eine Standard-4-Zylinder-Nockenwelle in nur rund 60 Sekunden komplett zusammenzubauen. „Mit der SFC 600 wird der Prozess schneller, flexibler und ist einfacher zu steuern“, fasst Bohn zusammen. „Wir sind uns sicher, dass sich diese Kombination aus thermischen Fügen und NC-basierten Antrieben beim Bau von Nockenwellen durchsetzt.“  

Abkantentgraten

Das Abkantentgraten ist dabei die klassische Variante, die bereits in den meisten Unternehmen der Automobil- und Zuliefererindustrie etabliert ist. Hierbei kommen ein Entgratwerkzeug und das namensgebende Abkantwerkzeug zum Einsatz. Die Fase wird durch Abrollen des Werkzeugs  in der Verzahnung des  Zahnrads erzeugt. Das Abkantentgraten kommt vor allem dann zum Einsatz, wenn Störkonturen dies notwendig machen.

CHAMFER-CUT-Verfahren

Bei Werkstücken mit einer günstigeren Geometrie kann auch das CHAMFER-CUT-Verfahren eingesetzt werden. Das Anfasen per CHAMFER-CUT-Verfahren erfolgt in zwei Schritten: Zunächst wird die Oberseite des Zahnrads mit dem Werkzeug konturtreu angefast, danach wird der Vorgang an der Unterseite wiederholt.  Welche Technologie letztendlich zum Einsatz kommt, hängt immer vom Werkstück ab und wird individuell entschieden.

VLC C

Voraussetzung ist daher ein Maschinensystem, das sich individuell auf das jeweilige Fertigungsvorhaben anpassen lässt. Hier bietet EMAG mit der vertikalen Anfasmaschine VLC C eine Maschine an, die dank der integrierten Automation und der flexiblen Konfigurierbarkeit ideal für die Nachbearbeitung von Verzahnungen ist.

Das änderte sich mit der Möglichkeit des Hartdrehens, also der Möglichkeit der Drehbearbeitung von gehärteten Werkstücken. Natürlich kam man schnell auf die Idee, die beiden Technologien Hartdrehen und Schleifen zu kombinieren, um die Vorteile beider Technologien nutzen zu können: Die Schnelligkeit der Drehbearbeitung mit der Oberflächengüte des Schleifens.

Zurück zur Ausgangsfrage, wann die Kombinationsbearbeitung Hartdrehen und Schleifen zum Einsatz kommt. Dies erklärt sich praktisch von selbst: Immer dann, wenn es Sinn macht!

Kettenräder in einer Aufspannung bearbeiten

Betrachtet man z.B. die Bearbeitung von Kettenrädern, sind es letztendlich drei Flächen, die bearbeitet werden müssen: die Planflächen auf beiden Seiten des Werkstücks und die Bohrung. Für das perfekte Finish der Bohrung ist das Innenrundschleifen die richtige Wahl;  hier muss nur wenig Material abgetragen und eine hohe Oberflächengüte erreicht werden. Der Materialabtrag auf den Planflächen ist deutlich höher; hier ist die Drehbearbeitung die richtige Wahl.

Wie man letztendlich vorgeht, ist von Werkstück zu Werkstück komplett unterschiedlich. Daher ist es wichtig, eine Werkzeugmaschine zu haben, die sich individuell anpassen lässt.

EMAG bietet mit der VLC GT eine solche Maschine an, deren Arbeitsraum sich frei konfigurieren lässt. Ob eine Ausstattung mit Außenschleifspindel, Innenschleifspindel und Drehwerkzeug, oder die Ausstattung mit zwei Drehwerkzeugen und einer Schleifspindel – jede beliebige Kombination ist denkbar.

Es wird deutlich, je einheitlicher der Maschinenaufbau ist, umso leichter wird die Planung von Fertigungsprozessen, vor allem wenn man dazu noch auf einheitliche und bereits integrierte Beladungskonzepte zurückgreifen kann.

Integrierte Automation          

Hier spielen die modularen Maschinen von EMAG aufgrund ihres einheitlichen und kompakten Grundaufbaus ihre Stärken in punkto Möglichkeiten zur Verkettung und  Linienfertigung voll aus. Die modularen Maschinen verfügen von Hause aus über eine integrierte Pick-up-Automation, d.h. das sich die modularen Maschinen per Pick-up-Spindel über einen bereits integrierten Teilespeicher selbst be- und entladen. Dies reduziert die Be-  und Entladezeiten.

Einfache Automationskonzepte

Die integrierte Automation ermöglicht zudem vergleichsweise einfache, aber eben auch hocheffektive Automationskonzepte zwischen den Maschinen. Hier kommen alle Vorteile zusammen: der kompakte Maschinenaufbau, der eine enge Anordnung der Maschinen ermöglicht, die integrierte Pick-up-Automation, die lediglich nur noch einen Teiletransport zwischen den Maschinen notwendig macht und nicht zu vergessen die immer gleiche Übergabehöhe zwischen den Maschinen, die diese Übergabe noch einfacher gestaltet. Natürlich liefert EMAG auch das passende Automationssystem für die Verkettung der Maschinen. Mehr zu den vertikalen Drehmaschinen finden Sie unter dem Link.

Die Produktion von Antriebs- und Getriebewellen ist eine sehr spezifische und zugleich zentrale Aufgabe innerhalb der Automobilproduktion – und das aus verschiedenen Gründen. Zunächst einmal weisen viele Bauteile eine detailreiche, hochkomplexe Geometrie auf, von der sehr viel abhängt: Kleinteilige Verzahnungselemente sorgen zum Beispiel für eine hochwirksame Kraftübertragung im Getriebe, präzise Schultern und Nuten sichern die Verbindung zu anderen Komponenten. Die Effizienz des gesamten Antriebsstrangs wird von der Funktionalität der Wellen maßgeblich beeinflusst. Auf der anderen Seite entstehen die komplexen Bauteile möglichst schnell und sehr präzise in Millionenauflage. Nach der zentralen Drehbearbeitung muss die Welle idealerweise eine endkonturnahe Geometrie aufweisen. Die von den Produktionsplanern akzeptierten Toleranzen bewegen sich im Mikrometer-Bereich. Wie lassen sich diese Hochleistungsanforderungen „unter einen Hut“ bringen? Bei den Drehspezialisten von EMAG steht diese Frage seit Jahrzehnten im Fokus. Die Entwickler des Maschinenbauers konstruieren maßgeschneiderte und innovative Fertigungslösungen für die Wellenproduktion. Auch und gerade die vertikale achsige Wellendrehmaschine VT steht in dieser Tradition. Bei der Bearbeitung von Bauteilen mit einer maximalen Länge von 1. Millimetern und einem maximalen Durchmesser von Millimetern werden neue Potentiale erschlossen:• Simultan: Der Bearbeitungsprozess mit einer maximalen Drehzahl von 4. min erfolgt vierachsig. Dafür stehen zwei Werkzeugrevolver mit jeweils zwölf Plätzen zur Verfügung, die mit Drehwerkzeugen oder angetriebenen Werkzeugen bestückt sind (ein Platz ist durch den Greifer belegt).• Automatisiert: Über Werkstückgreifer werden die Rohteile in die Maschine transportiert und nach der Bearbeitung wieder entnommen. Während der eine Greifer ein neues Bauteil in die Maschine legt, transportiert der andere das fertige Teil wieder aus der Maschine heraus.Sinkende Stückkosten garantiert„Dieses Prinzip sorgt zunächst einmal für enorme Leistungssprünge in der Wellenproduktion – gerade wenn die Stückzahlen sehr hoch sind“, erklärt Dr. Guido Hegener, Geschäftsführer der EMAG Maschinenfabrik GmbH. „Die Taktzeit ist durch den schnellen Werkstückwechsel  und die leistungsstarke vierachsige Bearbeitung extrem kurz. In Verbindung mit der einfachen Automation können so minimale Stückkosten erreicht werden. Das kommt dem Anwender direkt zugute.“ Die Maschine ist im Standard mit zwei platzsparenden, umlaufenden Teilespeicher ausgestattet, in die bis zu  Rohteile bzw. Fertigteile aufgenommen werden können. Über Umsetz- bzw. Wendeeinheiten oder Roboter lassen sich mehrere VT-Maschinen sehr einfach und kostengünstig miteinander verketten.Bauteilqualität im FokusDie produzierte Bauteilqualität war den EMAG-Entwicklern besonders wichtig. Basis der Maschinen ist der Grundkörper aus dem Polymerbeton MINERALIT. Er trägt alle Technologieeinheiten: leistungsstarke Arbeitsspindel, Revolver und Reitstock. Die steife und schwingungsarme Konstruktion sorgt für ein qualitativ hochwertiges  Drehergebnis und damit für perfekte Oberflächen und sehr maßgenaue Geometrien. Eine dauerhafte Prozess-Sicherheit garantiert zudem die für EMAG typische, vertikale Anordnung des Bauteils. Durch den freien Spänefall werden Spänenester im Maschinenraum vermieden.„Nicht zuletzt haben wir großen Wert auf die Bedienbarkeit der Maschine gelegt“, betont Guido Hegener. „Schließlich ist der Faktor Mensch für die Produktivität von großer Bedeutung. Wir wollen es den Bedienern so einfach wie möglich machen.“ Vor diesem Hintergrund ist die Maschine sehr gut zugänglich. Alle Aggregate von der Elektrik über die Hydraulik bis zur Kühlung lassen sich einfach erreichen. Außerdem ist die Bedienoberfläche der Steuerung übersichtlich und intuitiv gestaltet. Große Bandbreite von MöglichkeitenInsgesamt eröffnet die VT eine ganze Bandbreite von Möglichkeiten für die Produktionsplaner im Getriebebau. Für ihren wirtschaftlichen Einsatz garantieren dabei auch die Außenmaße der Maschine. Bereits ihr Grundkörper ist ungewöhnlich klein, weil die vertikale Anordnung nur wenig Raum beansprucht. Auch muss keine zusätzliche Automation eingeplant werden. Sie gehören von Anfang an dazu. Kurze Taktzeiten, eine hohe Flexibilität  dazu nur ein kleiner „Footprint“ – wie schätzen die Experten die Erfolgschancen ihres neuen Maschinenkonzeptes ein? „Wir sind außerordentlich optimistisch“, sagt Guido Hegener. „ Die VT ergänzt mit einem sehr attraktiven Preis-Leistungsverhältnis unser vertikales Wellendrehprogramm in hervorragender Art und Weise. Daher rechnen wir uns sehr gute Marktchanchen aus. “

Induktives Randschichthärten in der Praxis

Der Härtevorgang beim induktiven Randschichthärten ist viel kürzer, als man es vom Einsatzhärten her kennt. Abhängig vom geforderten Härteprofil liegt die Erwärmungsdauer zwischen 0,2 und wenigen Sekunden – genug Zeit, um das Werkstück auf über °C zu erwärmen. Direkt im Anschluss an den Erwärmungsprozess erfolgt die Abschreckung, die letztendlich die eigentliche Härtung herbeiführt. Die schnelle Erwärmung und die ebenso rasche Abkühlung ermöglichen das induktive Randschichthärten, da die erzeugte Wärme gar nicht erst in den Kern des Werkstücks vordringen kann. Natürlich ist theoretisch auch ein „Durchhärten“ des Werkstücks mit Hilfe der induktiven Erwärmung möglich, wenn man die Erwärmungszeiten entsprechend anpasst.

Präzise Steuerung notwendig

Das induktive Randschichthärten ist ein Prozess, der ein präzises Steuern der eingebrachten Energieleistung und Frequenz, sowie des Induktors erfordert. Alle drei Komponenten müssen exakt auf das Werkstück und das gewünschte Härteprofil abgestimmt sein, um eine gleichmäßige, konturtreue Härtung zu ermöglichen. Diese Präzision wird in der EMAG Gruppe vom Unternehmen eldec aus Dornstetten geliefert. Die MIND-Härtemaschinen von eldec erfüllen sämtliche Anforderungen für das präzise Härten von Werkstücken unterschiedlichster Bauart: Zahn- oder Schneckenräder, Futterteile oder Wellenteile – mit der MIND-Baureihe lässt sich nahezu jedes Vorhaben umsetzen. Der modulare Aufbau der Maschinen bietet dabei höchste Flexibilität bei Ausstattung und Anwendungsspektrum. Die Kombination mehrerer Maschinen ist dabei genauso möglich wie der Einsatz mehrerer  Generatoren für unterschiedliche Härteverfahren auf einer Anlage.

Die Induktionshärtemaschinen der MIND-Serie – induktives Randschichthärten im industriellen Maßstab für ein breites Anwendungsspektrum.  

Wirtschaft im Wandel

Eines ist allerdings bereits jetzt schon klar: Die wirtschaftlichen Auswirkungen der autonom fahrenden Autos werden immens sein. Neue „Player“ mit einer großen Strahl- und Wirtschaftskraft, wie z.B. Apple und Google, treten in einen Markt ein, den es eigentlich heute noch gar nicht gibt. Denn die autonomen Fahrzeuge werden nicht nur für Veränderungen im Automobilmarkt sorgen, auch Dienstleister, Logistikunternehmen und IT-Firmen werden zunehmend in diesem neuen Markt mitmischen und gleichzeitig neue Geschäftsmodelle entwickeln.

Technologische Herausforderung

Aus der Sicht der Entwickler bedeutet das autonome Fahrzeug vor allem, Lösungen für die vielen Anforderungen zu finden. Anforderungen, die sich aus dem Anspruch der Nutzer und der Politik hinsichtlich der Verlässlichkeit und Sicherheit ergeben werden. Für EMAG als Systemlieferant für die Fertigung von zentralen Bauteilen für die Automobilindustrie gilt dies im gleichen Maße. EMAG muss den Anforderungen der Industrie gerecht werden, was bedeutet, schon heute an die Anforderungen von morgen zu denken.

Elektromechanische Lenksysteme

Ein Bedarf, der bereits heute aufgrund zahlreicher Assistenzsysteme mehr und mehr wächst, ist die Fertigung von hochpräzischen Elementen für elektromechanische Lenksysteme. Ein wichtiges Bauteil ist das Lenkritzel, dessen Herstellung nicht nur höchste Präzision bei der Fertigung des Grundkörpers verlangt, sondern auch bei den Themen Verzahnung, Härtung und Oberflächenqualität geringste Toleranzen erlaubt. Dieses Bauteil in der geforderten Qualität bei gleichzeitig großer Ausbringungsmenge kostengünstig zu produzieren, war die Anforderung, auf die EMAG mit einem neuen Fertigungssystem reagiert hat.

Fertigungssystem für Lenkritzel

Dabei stützt sich das System auf den Einsatz der erfolgreichen Maschinen aus dem modularen Portfolio des Unternehmens. Für die Drehbearbeitung der Rohteile setzt EMAG die vertikale Wellen-Drehmaschine VTC ein, die customized Variante der bekannten VT . Für das Einbringen der Verzahnung steht die Wälzfrästechnologie  auf der vertikalen Pick-up Wälzfräsmaschine VLC H zur Verfügung. Für das induktive Härten ist die vertikale Härtemaschine VLC IH vorgesehen und für das perfekte Finish und eine hohe Oberflächenqualität sorgt am Ende des Prozesses die vertikale Dreh- und Schleifmaschine VTC GT.

Wie auch immer sich der Automarkt entwickeln wird, EMAG beweist mit seinen Produkten und Fertigungslösungen, dass Sie auf zukünftige Herausforderungen bestens vorbereitet sind. Das breite Spektrum der in der EMAG Gruppe vertretenen Technologien erlaubt es dabei nicht nur, flexibel auf Anforderungen aus dem Markt zu reagieren, sondern zudem Komplettlösungen zu entwickeln, die in dieser Form kaum erreichbar sind.

Induktionshärten

Die klassische Form des Härtens ist das Einsatzhärten, bei dem das komplette Werkstück über Stunden erwärmt werden muss um die Härtung zu erreichen. Gerade für die industrielle Fertigung hat diese Form des Härtens viele Nachteile, wie z.B. der hohe Energie- und Zeitaufwand; die Beeinflussung des gesamten Werkstücks und die damit verbundene aufwendigere Nachbearbeitung usw. Gerade für die Bearbeitung von Zahnrädern, bei denen eigentlich nur die Zähne gehärtet werden sollen, hat sich in den letzten Jahren vor allem das Induktionshärten als technologische Alternative entwickelt. Das induktive Randschichthärten ermöglicht die Wärmeeinbringung mittels Induktion von Wirbelströmen in das Werkstück. Diese Form des Erwärmens ermöglicht die Vermeidung der angesprochenen ungewünschten Effekte, nämlich dass nur die Bereiche erwärmt werden, die erwärmt werden sollen und die Reduzierung der Bearbeitungszeit. Dies geschieht aufgrund von 2 wichtigen Mechanismen: Durch die exakte Steuerung der Frequenz, mit der die Wirbelströme eingebracht werden, wird nur ein kleiner Randbereich von wenigen Millimetern Tiefe erhitzt. Das wiederum führt dazu, dass der gesamte Erwärmungsprozess weniger als 0,5 Sekunden betragen kann, viel zu kurz um eine thermische Beeinflussung des gesamten Werkstücks zu ermöglichen.

Induktionshärten mit SDF®

Für die besondere Anforderung des Härtens von Zahnrädern hat eldec das SDF® (Simultaneous Dual Frequency) Verfahren entwickelt. Konturentreues Härten von Zahnrädern, bei dem eine gleichmäßige Kontur entlang der Zähne entstehen soll, stellt eine große Herausforderung an das Härten und die eingesetzte Technologie dar. Die Herausforderung ist es, den Zahnfuß wie auch den Zahnkopf  gleichmäßig zu erwärmen, obwohl diese unterschiedlich weit vom Induktor entfernt sind. Hier kommt die SDF®Technologie ins Spiel. Durch den simultanen Einsatz zweier unterschiedlicher Frequenz- und Leistungsanteile, jeweils passend abgestimmt für Zahnfuß und Zahnkopf, entsteht das gewünschte Wärmebild und damit das gewünschte Härteergebnis entlang der Zahnkontur. Mit der SDF® Technologie bietet eldec eine Technologie für das Härten, mit der sich eine breites Spektrum an Anwendungen umsetzen lässt.