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maschine+werkzeug 06/2017

Präzision für Sechszylinder

TITELSTORY

Feinbearbeitung - Eine Reihenbohrstange von Mapal leistet in der langen Kurbelwellenlagerbohrung eines Sechszylinders für Motorräder präzise Arbeit. Dank aussteuerbaren Führungsleisten kann auf Standard-Bearbeitungszentren gefertigt werden.

Der Trend ist eindeutig: Verbrennungsmotoren werden immer kleiner. Für die Automobilhersteller sind leichtere Aggregate eine Möglichkeit, den CO2-Ausstoss zu reduzieren. Bei Sechszylinder-Motorrädern war dagegen eine möglichst kompakte Bauweise von jeher ein absolutes Muss. Diese Motoren für Kraftfahrzweiräder zu produzieren, stellt die Fertigung bisweilen vor knifflige Aufgaben. Da sind innovative Werkzeuglösungen gefragt.

  • Sechs auf einen Streich: Die Reihenbohrstange von Mapal besorgt Semifinish und Finish der Kurbelwellenlagerbohrung des Sechszylinders in einem Durchgang.

    Sechs auf einen Streich: Die Reihenbohrstange von Mapal besorgt Semifinish und Finish der Kurbelwellenlagerbohrung des Sechszylinders in einem Durchgang.

  • Direkt an jeder Schneide sitzt eine Kühlmitteldüse. KSS-Druck steuert auch die Führungsleisten aus. 3 Durch die Zylinderbohrungen ist das eingefahrene Werkzeug zu sehen.

    Direkt an jeder Schneide sitzt eine Kühlmitteldüse. KSS-Druck steuert auch die Führungsleisten aus. 3 Durch die Zylinderbohrungen ist das eingefahrene Werkzeug zu sehen.

  • Präzision für Sechszylinder

    Präzision für Sechszylinder

  • Michael Stockbauer, Anwendungstechniker bei Mapal, bestückt ein Schwesterwerkzeug mit Wendeschneidplatten und stellt das Werkzeug mithilfe einer Messuhr ein.

    Michael Stockbauer, Anwendungstechniker bei Mapal, bestückt ein Schwesterwerkzeug mit Wendeschneidplatten und stellt das Werkzeug mithilfe einer Messuhr ein.

  • Michael Stockbauer, Anwendungstechniker bei Mapal, bestückt ein Schwesterwerkzeug mit Wendeschneidplatten und stellt das Werkzeug mithilfe einer Messuhr ein.

    Michael Stockbauer, Anwendungstechniker bei Mapal, bestückt ein Schwesterwerkzeug mit Wendeschneidplatten und stellt das Werkzeug mithilfe einer Messuhr ein.

  • Auf der Zeichnung sind die sieben Stege für die Kurbelwelle des Sechszylindermotors gut zu erkennen. 7 Vorne und hinten stützt die Reihenbohrstange sich in den zuvor pilotierten Stegen. Bei einer Gesamtlänge von 66,5 Zentimetern ist eine zusätzliche Abstützung in der Mitte erforderlich, wo Führungsleisten ausgefahren werden.

    Auf der Zeichnung sind die sieben Stege für die Kurbelwelle des Sechszylindermotors gut zu erkennen. 7 Vorne und hinten stützt die Reihenbohrstange sich in den zuvor pilotierten Stegen. Bei einer Gesamtlänge von 66,5 Zentimetern ist eine zusätzliche Abstützung in der Mitte erforderlich, wo Führungsleisten ausgefahren werden.

  • Präzision für Sechszylinder

    Präzision für Sechszylinder

  • Haben die Bearbeitungsstrategie zusammen entwickelt (v. l.): Björn Muth (Vertrieb Mapal), Stephan Streck (Technischer Berater Mapal), Johann Ullmann (Werkzeugplanung/-einkauf ZBG), Olaf Heimerl (Einrichter ZBG), Anton Bauer (Fertigungsleitung ZBG) und Michael Stockbauer (Anwendungstechniker Mapal).

    Haben die Bearbeitungsstrategie zusammen entwickelt (v. l.): Björn Muth (Vertrieb Mapal), Stephan Streck (Technischer Berater Mapal), Johann Ullmann (Werkzeugplanung/-einkauf ZBG), Olaf Heimerl (Einrichter ZBG), Anton Bauer (Fertigungsleitung ZBG) und Michael Stockbauer (Anwendungstechniker Mapal).

  • Präzision für Sechszylinder

    Präzision für Sechszylinder

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Ein gutes Beispiel dafür ist die Feinbearbeitung der Lagerbohrung für die Kurbelwelle. Die moderne Konstruktionsweise des Motors hat dafür gesorgt, dass trotz minimalem Materialeinsatz die Belastungen kleinstmöglich sind. Auf dem Weg dahin sind die Störkonturen immer näher an die Bearbeitungskonturen gerückt. Das schränkt die Möglichkeiten ein, das Werkzeug bei der Bearbeitung abzustützen. Dabei werden höchste Ansprüche an die Präzision gestellt: Die Kurbelwellenlagerbohrung des Reihen-Sechszylinders misst gut einen halben Meter, auf deren Länge eine Toleranz der Konzentrizität von 6 µm eingehalten werden muss.

Ein Motorradhersteller hat die Fertigung seiner Motoren an die ZBG Zerspanungstechnik Bruck GmbH in Bruck/Oberpfalz übertragen. ZBG gehört zur Franz Schabmüller Firmengruppe mit Hauptsitz in Ingolstadt. Aus einer Firmenübernahme mit anfangs 60 Mitarbeitern hatte Franz Schabmüller 1994 das Unternehmen ZBG gegründet. Aus der Schabmüllergruppe ist mittlerweile ein ganzer Firmenverbund mit insgesamt 1.000 Mitarbeitern geworden. Schwerpunkt ist die Fertigung von Bauteilen für Automobil- und Motorradhersteller. Die einzelnen Firmen übernehmen hier unterschiedliche Aufgaben innerhalb der Gruppe.

Am Standort Bruck hat sich die ZMT Automotive auf die Zerspanung von Großserien mittels Sondermaschinen spezialisiert. Welco beschichtet und eloxiert Oberflächen in Designqualität. FST ist der Vorrichtungsbauer innerhalb der Gruppe mit passenden Lösungen für Werkzeug- und Maschinenbau sowie Vorrichtungstechnik. Die ZBG Zerspanungstechnik Bruck fertigt schließlich mit ihren 220 Mitarbeitern kleine und mittlere Serien. Die Bestückung der Bearbeitungszentren erfolgt dabei überwiegend manuell.

Johann Ullmann, der für Werkzeugplanung, Werkzeugvoreinstellung und Werkzeugeinkauf der ZBG verantwortlich ist, umreißt die Kernkompetenz: »Wir haben uns auf Design-Bauteile spezialisiert, deren am Endprodukt sichtbare Oberflächen perfekt aussehen müssen, egal ob sie pulverbeschichtet, KTL-lackiert oder eloxiert sind.« In der Regel geht es um hochwertige Teile. Dazu gehören beispielsweise Produkte für Rolls-Royce, AMG und den Audi V8. Größter Kunde ist BMW mit einem Umsatzanteil von knapp 40 Prozent. »Für einfache Sachen, die jeder machen kann, gibt es zu viel Wettbewerb«, so Ullmann zum exklusiven Geschäftsfeld der ZBG. Viele der in Bruck gefertigten Teile sind für Motorräder bestimmt. Die ZBG ist beispielsweise in der Lage, den Zylinderkopf vom Gussteil bis zur Montage inklusive Ventilsitzringen und Ventilführungen zur Verfügung zu stellen.

Mapal spielt in Bruck eine besondere Rolle. Etwa 80 Prozent ihrer Werkzeuge beziehen die Unternehmen der Gruppe von dem Hersteller aus Aalen.

Bei der ZBG, die in der Fertigung sehr viele Sonderwerkzeuge einsetzt, dürfte der Anteil sogar noch etwas höher liegen. Mapal nutzt bei ZMT Automotive eigene Räumlichkeiten am Standort Bruck und ist mit drei Werkzeugeinstellern und einem Anwendungstechniker ständig vor Ort. »Wir genießen großes Vertrauen am Standort Bruck und können uns auf dem Werksgelände der Unternehmen ZBG Zerspanungstechnik und ZMT Automotive frei bewegen«, schildert Stephan Streck, Technischer Berater bei Mapal die Partnerschaft.

Blind ist das Vertrauen allerdings nicht und selbst für Mapal gibt es keinen Freifahrschein: Als es um die Feinbearbeitung der Kurbelwellenlagergasse ging, hat Johann Ullmann noch vier weitere Werkzeuganbieter kontaktiert. Auch in diesem Fall landete er wieder bei Mapal, weil die anderen die geforderte Toleranz von 6 µm über alle sieben Lager für die Kurbelwelle nicht gewährleisten konnten beziehungsweise von vornherein die Bearbeitung ablehnten.

Schließlich entwickelte die ZBG zusammen mit den Aalenern eine maßgeschneiderte Lösung: eine Reihenbohrstange, die sich selbst zur Abstützung Bohrungen fertigt und sowohl schruppt als auch schlichtet.

Über das grundlegende Know-how dafür verfügt Mapal bereits seit Jahrzehnten. Das Grundprinzip der Bohrstange mit ausfahrbaren Führungsleisten, die über den Kühlmitteldruck der Maschine gesteuert werden, hat sich schon vielfach in der Praxis bewährt. Nockenwellenbohrungen sind ein Beispiel dafür. Für Anwendungen, bei denen es auf definierten Vorschub ankommt, hat Mapal ein System entwickelt, bei dem der Kühlmitteldruck über eine Membran auf ein Ölreservoir gegeben wird, das dann eine Zugstange betätigt. Ist es beispielsweise für Plandrehprozesse oder Einstiche erforderlich, den Bearbeitungsvorschub zu regulieren, kann über eine Drossel die Vorschubgeschwindigkeit eingestellt werden. Bei der Reihenbohrstange für die ZBG konnte auf die Membran verzichtet werden; der Druck der inneren Kühlmittelzufuhr – in diesem Falle etwa 30 bar – wirkt über ein einfaches Kolbensystem direkt auf eine Zugstange, welche die Führungsleisten betätigt.


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Unternehmensinformation

MAPAL Dr. Kress KG Präzisionswerkzeuge

Obere Bahnstraße 13
DE 73430 Aalen
Tel.: 07361-585-0
Fax: 07361-585-1029

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