Shop Turns to Vertical Turning für kleine Losgrößen

„Bauteilqualität“ ist ein oft genanntes Schlagwort im Getriebebau. Bei Humbel Gear Technology in der Schweiz ist es jedoch besonders wichtig. Die hier entwickelten und produzierten Zahnräder und Getriebekomponenten werden unter anderem im Motorsport und in Prototypen zur Weiterentwicklung von Elektroantrieben eingesetzt – äußerst anspruchsvolle Felder mit kleinen Losgrößen. Ein „normales“ Maß für die Bauteilqualität reicht in diesen Fällen nicht aus.

Das vertikale Drehzentrum VL 4 von Emag verfügt über einen Revolver mit 12 Säulen, der für angetriebene Werkzeuge geeignet und auf kurze Schaltzeiten ausgelegt ist.

Kürzlich erweiterte Humbel seinen Maschinenpark um ein vertikales Drehzentrum VL 4 von Emag. Die automatisierte Pickup-Spindel der Maschine sorgt nach Unternehmensangaben für einen Produktivitätsschub, während die weiteren Features der Maschine die geforderte Bauteilqualität in der Hauptbearbeitung sicherstellen. Nach nur wenigen Monaten Betrieb zeigten sich die Schweizer Spezialisten „überrascht von der Stabilität und Leistungsfähigkeit der Maschine“. Es hat dem Unternehmen geholfen, seine Mission zur Herstellung von Präzisionszahnrad- und -übertragungskomponenten zu erfüllen, und könnte dem Unternehmen helfen, in Zukunft neue Geschäftsmöglichkeiten zu erschließen.

„Humbel“-Anfänge

Die Humbel Gear Technology wurde 1928 als „Getriebefabrik“ gegründet. Das nach wie vor in Familienbesitz befindliche Unternehmen hat einen Hauptstandort in Kradolf, Schweiz, sowie zwei Tochtergesellschaften in Rumänien und Tschechien. Auf die Frage, die besonderen Kompetenzen und Verkaufsargumente des Unternehmens auf den Punkt zu bringen, überlegt Alex Humbel, Geschäftsführer, nicht lange. „‚Präzision‘ ist für uns das entscheidende Wort“, sagt er. „An unserem Hauptstandort in der Schweiz produzieren wir sehr anspruchsvolle Zahnräder und Getriebekomponenten, die wirklich höchste Qualität erfordern.“ Seine Kunden sind in anspruchsvollen Branchen tätig, die präzise Teile benötigen, darunter Formel 1 und Formel E, Luft- und Raumfahrt, verschiedene Bereiche des Maschinenbaus und Prototypenbau für Elektroautos. Perfekte Oberflächen und hohe Bauteilstabilität sind das A und O – nicht riesige Stückzahlen. Losgrößen von 200 Teilen sind für den Schweizer Standort das obere Ende.

Die VL 4 führt verschiedene Bearbeitungsprozesse an den Rohlingen durch, einschließlich Drehen und Bohren, an einer Reihe von Bauteilen.

Das Unternehmen zeichnet sich durch eine Strategie der vertikalen Integration aus. Es führt alle Prozesse zur Zahnradherstellung durch, darunter Drehen, Verzahnen, Schleifen, kubische Bearbeitung, Funkenerosion und Härten. „Wir haben uns zu einem hochspezialisierten Full-Service-Dienstleister entwickelt und bieten neben der kunden- und anwendungsspezifischen Fertigung auch die Getriebeentwicklung an“, so Humbel.

In neue Ausrüstung investieren

Im April 2018 ergänzte die Humbel Group eine Emag VL 4 mit O-Band-Automatisierung und einer FANUC CNC-Steuerung. Der Vertriebspartner von Emag, die Suvema AG mit Sitz in Biberist, Schweiz, beriet gezielt hinsichtlich Ausstattung und Konfiguration. Suvema hat Erfahrung mit den Anlagen, da sie seit 2016 den Vertrieb von Emag-Fertigungsanlagen in der Alpenrepublik abwickelt. „Wir legen großen Wert auf einen umfassenden Service und kennen auch die Anforderungen der lokalen Produktionsindustrie“, erklärt Daniele Corso von der Suvema AG. „Auf dieser Basis können wir die Emag-Technologie effektiver am Markt einführen.“

Humbel Gear Technology fertigt präzise Getriebe- und Getriebekomponenten auf vertikalen Drehmaschinen wie der VL 4 von Emag (hier mit Alex Humbel, Geschäftsführer bei Humbel Gear Technology; Thomas Vollenweider, Leiter der Drehabteilung bei Humbel; Pascal Wanner, Technik und Engineering bei Humbel und Daniele Corso von Suvema AG).

Dass das Unternehmen in Emag-Equipment investierte, überrascht nicht. „Wir nutzen die Emag-Technik schon seit längerem“, sagt Humbel. Aber die Wahl der Maschine, ein kompaktes vertikales Drehzentrum VL 4 mit Pick-up-Spindel für die Automatisierung, könnte sein.

Die VL 4 ist Teil der modularen Standardmaschinenbaureihe von Emag, die auf einer gemeinsamen Maschinenbasis aufgebaut sind und den Kunden den Einsatz verschiedener Technologien wie Drehen, Wälzfräsen, Anfasen, Schleifen und Induktionshärten ermöglichen. Es beinhaltet einen Sockel aus Polymerbeton Mineralit für Schwingungsdämpfung und Prozessqualität. Die Maschinenbasis trägt einen Kreuzschlitten, der mit einer X-Achse und einer Z-Achse ausgestattet ist, wodurch die Arbeitsspindel bewegt werden kann.

Die Arbeitsspindel ist das Herzstück der Pick-up-Automatisierung der VL-Serie. Die Maschinen verfügen über einen Teilespeicher, aus dem sich die Pick-up-Spindel selbstständig be- und entlädt. Das senkt die Nebenzeiten, sodass zwischen den Bearbeitungsvorgängen nur wenige Sekunden liegen. Direkt neben der Beladeposition kann optional ein Messtaster installiert werden, der ein zeitoptimiertes Vermessen der Teile ermöglicht.

Die Maschinen der VL-Serie sind in fünf Größen erhältlich, um eine Reihe möglicher Teile abzudecken. Die kleinste, die VL 2, ist für Futterteile bis 100 Millimeter Durchmesser ausgelegt. Es folgen die Maschinen VL 4, VL 6 und VL 8, die jeweils weitere 100 Millimeter Durchmesser verarbeiten können. Damit deckt die Baureihe Werkstücke bis 400 mm Durchmesser ab.

Jede VL-Maschine ist mit einem Werkzeugrevolver mit bis zu 12 angetriebenen Werkzeugen zur Bearbeitung von Futterteilen ausgestattet. Dieser Revolver ist dynamisch ausgelegt, mit schneller Indexierung, um Nebenzeiten auf ein Minimum zu reduzieren, was wiederum die Zykluszeiten verkürzt. Die Maschinen können auch mit einer Y-Achse im Revolver zur Bearbeitung komplexer Formen ausgestattet werden, was die Einsatzmöglichkeiten der Maschinen erweitert.

Eine zentralisierte Automatisierungslösung

Rohlinge werden der Anlage auf einem Förderband zugeführt, von dem sich die Pick-up-Spindel automatisch be- und entlädt.

Die Pick-up-Drehzentren der VL-Baureihe wurden für die Fertigung präziser Futterteile entwickelt und werden meist zur Bearbeitung großer Losgrößen eingesetzt. Humbel hingegen weichbearbeitet Flanschbauteile in Losgrößen von 50 bis 200 Teilen. Warum hat sich das Unternehmen entschieden, in diese Maschine zu investieren? „Vor allem die integrierte Pick-up-Automatisierung hat uns überzeugt“, so Humbel. „Dieser Ansatz ermöglicht es uns, unsere Produktivität auch bei kleineren Stückzahlen zu steigern. Am Ende des Tages, wenn die Maschine einmal konfiguriert ist, benötigt der Gesamtprozess wenig Personal und läuft trotzdem zuverlässig.“

Die Benutzerfreundlichkeit des Systems war ein weiterer Pluspunkt für das Unternehmen. „Die Automatisierungslösung von Emag ist so einfach wie möglich konzipiert“, ergänzt Humbel. „Viele alternative Automatisierungskonzepte anderer Anbieter erscheinen uns komplizierter als die Emag-Lösung und damit auch störanfälliger.“

Drehen ist die Basis für Qualität

Viele der Kunden von Humbel sind in anspruchsvollen Branchen tätig, die präzise Teile und kleine Losgrößen erfordern, wie z. B. Formel 1 und Formel E, Luft- und Raumfahrt, verschiedene Bereiche des Maschinenbaus und Elektroauto-Prototyping.

Auch bei der Investition in neue Anlagen achtet Humbel auf die geforderte Bauteilqualität. Wenn sich die Drehzentren des Unternehmens in der Hauptbearbeitung optimal etablieren können, kommt das den Folgeprozessen zugute. „Wenn wir hier eine hohe Qualität erzielen, ist es einfacher, die nachfolgenden Schleifprozesse zu gestalten und so perfekte Ergebnisse zu garantieren“, sagt Pascal Wanner, der bei der Humbel Group für die Implementierung der Emag-Maschinen verantwortlich ist. „Diese Ausgangsqualität können wir im Prozess mit der VL 4 garantieren.“

Die Maschinen helfen Humbel auch bei der Bewältigung einiger Herausforderungen in Bezug auf die verwendeten Materialien. Beispielsweise werden die Motorsportkomponenten aus hochlegierten Einsatzstählen gefertigt, die relativ schwer zerspanbar sind. In diesem und ähnlichen Kontexten profitieren die Spezialisten von weiteren Features der Maschine. Dazu gehören der Polymerbetonsockel Mineralit, der Vibrationen während des Fräsvorgangs reduziert und für längere Werkzeugstandzeiten sorgt; die Hauptspindel, die mit einem Kreuzschlitten an der Vorderseite der Maschine befestigt ist, um eine dynamische Bewegung in der X- und Z-Achse zu ermöglichen; und der 12-Säulen-Werkzeugrevolver, der für angetriebene Werkzeuge geeignet ist und die Schaltzeiten reduziert. „Die Stabilität und Leistung der Maschine hat uns überrascht“, sagt Herr Wanner. „Unsere Einspeisungen und Vorschubraten sind tatsächlich höher als wir erwartet haben.“

Die Maschine passt zur Strategie

Die Zahnrad- und Getriebespezialisten von Humbel sind mit der Gesamtleistung der VL 4 so zufrieden, dass das Unternehmen in weitere Emag-Maschinen für seine Tochtergesellschaften investiert hat, darunter ein Drehzentrum VL 3-DUO und eine VL 8 für den rumänischen Standort sowie eine VL 8 und eine VMC 450 (noch auszuliefern) für den tschechischen Standort.

Die Maschinen haben sich für das Unternehmen als so erfolgreich erwiesen, dass sie potenziell dazu beitragen könnten, Türen zu neuen Geschäften zu öffnen. „Gerade in der Schweiz bleibt unsere Strategie, besonders anspruchsvolle Komponenten herzustellen“, sagt Humbel. „Wir verstehen uns aber nicht nur als Hersteller von Einzelteilen, sondern haben für die Zukunft auch komplette Getriebebaugruppen im Blick – zum Beispiel in den Bereichen Motorsport und E-Mobilität. Die Flexibilität und Wirtschaftlichkeit der VL 4 eröffnen uns alle Möglichkeiten.“

Humbel Getriebetechnik | humbel-gears.com

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Link:gbm.media/invertvert