Das Kurbelgehäuse weist fünf Ölloch-Querbohrungen (rot) auf, die in die Hauptbohrung (gelb) einmünden: COFA-X entgratet diese neu mechanisch mit definierter Schneide.

Ausgabe 05 | 2021

Die Krux mit dem Restgrat

HEULE Werkzeug AG

Das Entgraten wird oft als ein lästiges Übel empfunden, das noch gelöst sein will, wenn alles andere bereits rund läuft. In dieser Situation sah sich auch ein deutscher Automobilhersteller bei der Fertigung eines Kurbelgehäuses, wo er mit einer 100%-Kontrolle und Nacharbeit konfrontiert war.

Das Kurbelgehäuse lief bereits seit geraumer Zeit in der Serie. Doch die Entgratung der Querbohrungen bereitete Sorgen – zu aufwändig und nicht prozesssicher. Der Technologieverantwortliche nutzte einen Messebesuch an der AMB, um seine Problemstellung mit Heule zu diskutieren: «Wir setzen aktuell zwei Tieflochbohrer ein, die wir wechselweise acht bis zehn Mal durch die beiden Bohrungen treiben.
Doch das Ergebnis ist nicht prozesssicher. Es bleibt teilweise ein Restgrat stehen. Nun suchen wir eine bessere Lösung.» Er kannte die Firma Heule von einer anderen Entgrat-Anwendung her und wusste, dass Heule kundenspezifische Lösungen entwickelt. Denn das Lösen solcher Probleme ist für Heule oft ein wahrer Nährboden für Innova­­tionen.

Die Standardprodukte konnten diese Aufgabe nicht lösen
Die Herausforderung beim aktuellen Problem liegt bei der grossen Überhöhung, die durch den Eintritt der Querbohrung (Ø 6,4 mm) mit 1,9 mm Exzentrizität in die Hauptbohrung (Ø 11,6 mm) entsteht. Diese Überhöhung verhindert, dass die bestehenden, am Markt erhältlichen mechanischen Entgratlösungen zufriedenstellend funktionieren. Der zuständige Area Sales Manager erkannte schnell, dass die Standardprodukte diese Aufgabe nicht zu lösen vermögen. Doch eine Chance ergab sich aus einem Produkt, das noch in der Entwicklungsphase steckte.
Der Kunde übermittelte im Anschluss an den Besuch seine Anwendungsdaten samt den gemachten Erfahrungen und erkannten Probleme sowie seine Anforderungen an die Gratfreiheit und die Taktzeit. Aufgrund der Vorgespräche löste Heule direkt eine Machbarkeitsstudie aus und involvierte die Entwicklungsabteilung. Das Resultat war, dass das neue CBD-Werkzeug als mögliche Lösung in Frage kam. CBD steht für Cross Bore Deburring. Anhand interner Versuche zeigte sich, dass das CBD die Anforderungen erfüllte. Zuversichtlich reisten der Heule-Berater und der Projektleiter CBD an den Hauptsitz des Kunden. Am Ende der Präsentation meinte der Technologieverantwortliche des Kunden: «Schön, aber das Werkzeug hat doch ein grosses Steuergehäuse. Für dieses fehlt der Platz im Be­arbeitungscenter.» Dieser Kommentar liess die Euphorie gegen Null sinken. Heule wäre aber nicht Heule, wenn nicht noch ein anderer Lösungsansatz ins Spiel gebracht werden konnte. Hierbei handelte es sich wirklich erst um eine Lösungsidee auf der Basis des COFA-Werkzeugs, jedoch noch ohne jegliche Erfahrung.

Resultate weit über den Erwartungen
Wieder zu Hause angekommen, entschied sich Heule, diese Produktidee im Rahmen seiner X-BORES-Initiative nun definitiv weiter zu verfolgen und löste ein eigenes Entwicklungsprojekt aus. Werkzeug-Prototypen sowie Werkstücke, die der Verschneidungssituation nachempfunden sind, wurden gebaut und wiederum Tests in der hauseigenen ­Versuchsabteilung gefahren. Area Sales Manager Chris Mistridis erinnert sich: «Das Resultat war verblüffend. Das Werkzeug mit der vorgespannten Feder zeigte Resultate weit über den Erwartungen!» Rund drei Monate nach dem letzten Gespräch erhielt der Kunde Fotos der Entgratversuche mitsamt den erreichten Schnittdaten und Zykluszeiten.
Die erhaltenen Versuchsunterlagen überzeugten den Kunden, Heule sechs Kurbelgehäuse für Tests zuzustellen. Aufgrund der Wichtigkeit dieses Projekts liess er es sich nicht nehmen, ins Heule-Werk zu reisen, um die Tests selbst live mit zu verfolgen. Die erzielten Entgratresultate überzeugten erneut, sodass der nächste Schritt, die Tests auf den Serienmaschinen im Werk, ins Auge gefasst werden konnte.

Kein Restgrat
Als der Tag dann festgelegt war, rüstete Heule den Kunden für die Vorbereitungen mit den COFA-X-Versuchswerkzeugen sowie den notwendigen Informationen für die Programmierung aus. Die Versuche selbst begleiteten der Kundenberater sowie der COFA-X-Projektleiter im Werk des Kunden. Alles war vorbildlich vor­bereitet. Die massgebenden An­sprechpersonen, der Technologieverantwortliche des Hauptsitzes, der Linienführer, der Programmierer, der Mitarbeiter der Werkzeugausgabe/-vorbereitung sowie der Maschinenführer waren präsent. Das Werkzeug war betriebsbereit in der Maschine eingebaut. Mit dem Programmierer zusammen wurden die einzelnen Programmschritte nochmals gecheckt. Ein 1:1-Abfahren der einzelnen Schritte mit visueller Überwachung war nicht machbar, da alles verdeckt war. Somit musste es auch im «Blindflug» klappen. Im dritten Anlauf war das Programm so korrigiert und optimiert, dass das Werkzeug seine Aufgabe erfüllen konnte. Mithilfe eines Endoskops wurden ­anschliessend die bearbeiteten Bohrungen visuell im Messraum kontrolliert. «Kein Restgrat», bestätigte der Qualitätsbeauftragte. Auch die Qualität der entgrateten Fläche war besser.
Diese Hürde war genommen. Jetzt standen noch die Standzeittests unter Serienbedingungen an. Denn es galt am Ende, auf fünf Linien insgesamt 1,4 Millionen Bauteile pro Jahr zu entgraten. Mit der Standzeit von rund 7000 Bohrungen pro Messer war der Kunde sehr zufrieden. Er war nun in der Lage, die Entgrat­operation prozesssicher und mit deutlich tieferen Kosten auszuführen. Nach Abschluss der Standzeittests erhielt Heule die Bestellung für die Erstausrüstung aller fünf Linien.

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