nach oben
maschine+werkzeug 03/2019

Prozesssicher zum Diesel

Feinbearbeitung

Mit ihrer H-Serie hat die Motorenfabrik Hatz in Ruhstorf an der Rott wegweisende Industriediesel auf den Markt gebracht. Deren ausgefeilte Konstruktion bietet viele Vorteile, stellte die Fertigung aber auch vor Herausforderungen. Lösungen brachte Kennametal mit seiner asymmetrischen Reihenbohrstange.

Kennametals asymmetrische Reihenbohrstange bei der Bearbeitung der Kurbelwellenlagergasse für einen dreizylindrigen H-Serie-Industriediesel von Hatz. Bild: maschine+werkzeug

Seit ziemlich genau 100 Jahren baut die bereits 1880 gegründete Firma Dieselmotoren. In den neuen Drei- und Vierzylindermotoren seiner H-Serie hat Hatz kompakte Bauweise und niedriges Gewicht mit hoher Leistung und sehr guten Abgaswerten in Einklang gebracht.

Zuverlässigkeit und Langlebigkeit verlangen die Käufer von Dieselmotoren für industrielle Einsätze, die heute das Kerngeschäft von Hatz ausmachen. »Unseren Kunden ist es am liebsten, wenn die Motoren ewig halten, nachdem sie nicht selten in sehr anspruchsvollen Anwendungen mit harten Einsatzbedingungen verbaut wurden«, weiß Martin Frankenberger, Teamleiter Werkzeugmanagement/CNC bei Hatz und zeigt damit einen Unterschied zum Pkw-Motor auf, bei dem man mit über 100.000 Kilometern Laufleistung schon mit Ausfällen rechnen müsse.

Bei Hatz eingesetzte Werkzeuge (v. l.): asymmetrische Reihenbohrstange für Kurbelwellenlagergassen bei Drei- und Vierzylindern, Nockenwellenlagergasse Vierzylinder, Nockenwellenlagergasse Dreizylinder. Bild: maschine+werkzeug

Für jeden der Lagerstege gibt es auf der Bohrstange ein Schneidenpaar, bestehend aus Semifinish-Schneide und Finish-Schneide. Bild: maschine+werkzeug

Anspruchsvoller Materialmix: Der Deckel der Kurbelwellenlagergasse (links unten) ist härter als das Gussgehäuse. In der Nockenwellenbohrung (Bildmitte) findet das Werkzeug Lagerstege aus unterschiedlichen Metallen vor. Bild: maschine+werkzeug

Aufgrund einer ganzen Reihe konstruktiver Unterschiede lassen die Industriediesel sich ohnehin nur bedingt mit jenen aus dem Pkw-Bereich messen. Ein Charakteristikum ist etwa, dass ein Industriediesel im Gegensatz zum Pkw-Motor im vergleichbaren Leistungsbereich wesentlich konstanter läuft. In der Fertigung von Lkw- und Industriedieseln sind üblicherweise engere Toleranzen verlangt. Die Motoren von Hatz werden beispielsweise in kleineren Traktoren, Baumaschinen, stationärer Stromerzeugung, mobilen Generatoren oder Kühlaggregaten eingesetzt. Sehr wichtig sind den Industriekunden kompakte Einbaumaße.

Eine Zukunftsmotorbaureihe von Hatz ist die H-Serie. Der Hersteller bringt sie gerade in zahlreichen auf die Kunden zugeschnittenen Varianten mit drei oder vier Zylindern verstärkt auf den Markt. »Mit seinen Leistungsdaten und der kompakten Bauweise ist der Motor einzigartig«, erklärt Martin Frankenberger. Auch seine Flüssigkeitskühlung unterscheide ihn von anderen Motoren am Markt.

Umweltschonender Motor

Bei der H-Serie setzte Hatz auf Downsizing mit Common-Rail-Technologie und Turbolader. Der Hersteller hat Gewichts- und Verbrauchswerte erreicht, die so gering sind wie bei keinem anderen Motor dieser Klasse. Hatz hat sich frühzeitig für niedrige Abgaswerte eingesetzt und wurde bereits 2015 im Rahmen des Greentec-Awards ausgezeichnet. Gewürdigt wurden Energie- und Ressourceneffizienz, Schadstoff- und Lärmemission sowie Kompaktheit des Motors und der damit verbundenen Beitrag zum umweltschonenden Antrieb von Baugeräten.

Gelungen ist dies mit einer ganzen Reihe konstruktiver Neuerungen wie etwa dem Einsatz innovativer Materialkombinationen beim Motorenbau. Das Kurbelgehäuse der Industriediesel besteht aus Grauguss. Um die Kräfte auf die Lagerschalen aufzufangen, wurde für den Lagerschalendeckel Kugelgrafitguss als Material gewählt. Doch bei der Bearbeitung bekommen es Werkzeuge nicht nur mit mehreren Materialien in der Kurbelwellenlagergasse zu tun. Um dem Motor neben Gewichtseinsparung auch höhere Qualität, Laufruhe und Langlebigkeit zu verleihen, haben die Konstrukteure an bestimmten Stellen den Einsatz von Buntmetall oder gesinterte Lagerbuchsen vorgesehen, was auch in der Fertigung nach neuen Wegen verlangte, zumal die Buchsen nun im eingebauten Zustand fertig bearbeitet werden.

Hatz will die Produktionszahlen seiner Motoren erhöhen. Dazu braucht das Unternehmen nicht nur zusätzliche Maschinen, sondern musste auch alle Fertigungsschritte möglichst prozesssicher und wirtschaftlich hinbekommen. Seit über 20 Jahren ist Kennametal Partner von Hatz in Sachen Prozessoptimierung, speziell in der Werkzeugtechnologie für die Motorenfertigung. Für die Feinbearbeitung der Kurbelwellenlagergasse hatte der Hersteller bereits das richtige Werkzeug im Angebot: die asymmetrische Reihenbohrstange.

Der Übergang auf die neue Motorengeneration stellt das bis dahin eingesetzte Werkzeug, eine Reibahle mit Führungsleisten, vor Herausforderungen. »Eine Führungsleistenreibahle ist im Prinzip ein sehr genaues Werkzeug, das in der Lage ist, einwandfreie Resultate zu erzeugen«, erläutert Hans Rauchbart, Sales Engineer bei Kennametal, der Hatz seit vielen Jahren betreut. Der Nachteil dieses Verfahrens: Es dauert sehr lange, bis Steg für Steg bearbeitet ist. Im Praxiseinsatz zeigen sich zudem Tücken, wie CNC-Programmierer Josef Brummer aus der Fertigung berichtet: »Es kam öfter zu Fressern und Maschinenstillstand. Die Späne bereiteten Probleme, und wir mussten regelmäßig Werkzeuge zur Reparatur einschicken.«

Eine Besonderheit der Industriediesel stellt an die Feinbearbeitung hohe Ansprüche. Im Gegensatz zum Pkw-Motor findet kein Honen mehr als abschließender Arbeitsgang statt, für den eine gewisse Mindestrauigkeit eingehalten werden muss. Hier gilt es, eine festgelegte Oberflächengüte zu erreichen, dann ist die Bohrung fertig. Bei den vorgegebenen Toleranzen geht es eng zu und mit einer Führungsleistenreibahle kann es vorkommen, dass das Werkzeug beim Zurückfahren Riefen am bereits fertig bearbeiteten Steg erzeugt. Ein weiteres Manko der Führungsleistenreibahle ist die bauartbedingte enge Nachbarschaft von Schneiden und Führungen, was Beschädigungen durch Späne fördert.


Inhaltsverzeichnis
Unternehmensinformation

Kennametal Shared Services GmbH

Wehlauer Straße 73
DE 90766 Fürth
Tel.: 0911-9735-0
Fax: -388

Diese Beiträge könnten Sie auch interessieren
Aktuelle Videos

Haimer: Mit durchgängiger Prozesskette das Werkzeugmanagement optimiert


Zu den Videos

Newsletter

Sie wollen immer top-aktuell informiert sein? Dann abonnieren Sie jetzt den kostenlosen Newsletter!

Hier kostenlos anmelden

Aktuellen Newsletter ansehen

Basics
Zur Übersicht aller Basics