Humbel Gear Technology setzt auf Vertikaldrehen für Kleinserienfertigung

„Bauteilqualität“ ist ein Schlagwort, das in der Verzahnungsfertigung oft fällt. Bei Humbel Gear Technology in der Schweiz hat es jedoch eine ganz besondere Bedeutung. Die hier entwickelten und gefertigten Zahnräder und Getriebekomponenten kommen in Anwendungen wie Motorsport und Prototypen zur Optimierung von Elektroantrieben zum Einsatz – extrem anspruchsvolle Bereiche mit kleinen Losgrößen. Ein „Standardmaß“ für Bauteilqualität reicht in diesen Fällen nicht aus.

Das VL 4 Vertikaldrehzentrum von Emag verfügt über einen Revolver mit 12 Stationen, der für angetriebene Werkzeuge ausgelegt ist und kurze Indexierzeiten ermöglicht.

Humbel hat seinen Maschinenpark kürzlich um ein VL 4 Vertikaldrehzentrum von Emag erweitert. Laut Unternehmen sorgt die automatisierte Pick-up-Spindel für einen Produktivitätsschub, während die weiteren Maschinenmerkmale die erforderliche Bauteilqualität in der Hauptbearbeitung sicherstellen. Nach nur wenigen Monaten im Einsatz zeigten sich die Schweizer Spezialisten „überrascht von der Stabilität und Leistung der Maschine“. Sie hilft dem Unternehmen, seine Mission zur Fertigung präziser Zahnräder und Getriebekomponenten zu erfüllen und könnte künftig neue Geschäftsfelder erschließen.

Die Anfänge von ‚Humbel‘

Humbel Gear Technology wurde 1928 als „Zahnradfabrik“ gegründet. Das Unternehmen, das sich bis heute in Familienbesitz befindet, hat seinen Hauptsitz in Kradolf, Schweiz, sowie zwei Tochtergesellschaften in Rumänien und Tschechien. Auf die Frage, was die besondere Expertise und die Alleinstellungsmerkmale des Unternehmens in aller Kürze seien, zögert Alex Humbel, Geschäftsführer, nicht: „‚Präzision‘ ist das entscheidende Wort für uns“, sagt er. „An unserem Hauptstandort in der Schweiz fertigen wir hochkomplexe Zahnräder und Getriebekomponenten, die höchste Qualität erfordern.“ Die Kunden operieren in anspruchsvollen Branchen, die präzise Teile verlangen, darunter Formel 1 und Formel E, Luft- und Raumfahrt, verschiedene Bereiche des Maschinenbaus und E-Auto-Prototypen. Perfekte Oberflächen und hohe Bauteilstabilität sind essenziell – nicht große Stückzahlen. Losgrößen von 200 Teilen bilden das obere Ende am Schweizer Standort.

Das VL 4 führt verschiedene Bearbeitungsprozesse an den Rohlingen durch, darunter Drehen und Bohren, an einer Vielzahl von Komponenten.

Das Unternehmen unterscheidet sich durch eine Strategie der vertikalen Integration. Es führt alle Prozesse der Verzahnungsfertigung durch, einschließlich Drehen, Verzahnen, Schleifen, kubisches Bearbeiten, Erodieren und Härten. „Wir haben uns zu einem hochspezialisierten Full-Service-Anbieter entwickelt und bieten neben kunden- und anwendungsspezifischer Fertigung auch die Getriebeentwicklung an“, sagt Herr Humbel.

Investition in neue Ausrüstung

Im April 2018 ergänzte die Humbel-Gruppe ihren Maschinenpark um ein Emag VL 4 mit O-Riemen-Automation und Fanuc-Steuerung. Emags Vertriebspartner Suvema AG mit Sitz in Biberist, Schweiz, beriet gezielt zu Ausstattung und Konfiguration. Suvema verfügt über Erfahrung mit der Ausrüstung, da das Unternehmen seit 2016 den Vertrieb von Emag-Fertigungssystemen in der Alpenregion betreut. „Wir legen großen Wert auf umfassenden Service und kennen auch die Anforderungen der heimischen Produktionsindustrie“, erklärt Daniele Corso von der Suvema AG. „Auf dieser Basis können wir Emag-Technologie effektiver in den Markt einführen.“

Humbel Gear Technology fertigt präzise Zahnräder und Getriebekomponenten mit Vertikaldrehmaschinen wie dem VL 4 von Emag (hier mit Alex Humbel, Geschäftsführer bei Humbel Gear Technology; Thomas Vollenweider, Leiter Drehabteilung bei Humbel; Pascal Wanner, Technologie und Engineering bei Humbel; und Daniele Corso von Suvema AG).

Dass das Unternehmen in Emag-Ausrüstung investiert hat, ist nicht überraschend. „Wir setzen bereits seit einiger Zeit Emag-Technologie ein“, sagt Herr Humbel. Die Wahl der Maschine, eines VL 4 kompakten Vertikaldrehzentrums mit Pick-up-Spindel für die Automation, könnte jedoch überraschen.

Das VL 4 gehört zu Emags modularem Standardmaschinensortiment, das auf einem gemeinsamen Maschinenbett aufbaut und Kunden den Einsatz verschiedener Technologien ermöglicht, darunter Drehen, Wälzfräsen, Fasen, Schleifen und Induktionshärten. Es umfasst ein Maschinenbett aus Mineralit-Polymerbeton für Schwingungsdämpfung und Prozessqualität. Das Maschinenbett trägt einen Kreuztisch mit X- und Z-Achse, der die Bewegung der Werkzeugspindel ermöglicht.

Die Werkzeugspindel ist das Herzstück des Pick-up-Automationssystems der VL-Serie. Die Maschinen verfügen über ein Teilespeicher, aus dem die Pick-up-Spindel selbstständig be- und entlädt. Dies verkürzt die Nebenzeiten, sodass zwischen den Bearbeitungsprozessen nur wenige Sekunden liegen. Eine optionale Messsonde kann direkt neben der Beladeposition installiert werden und ermöglicht eine zeitoptimierte Vermessung der Teile.

Die VL-Serie ist in fünf Größen erhältlich, um ein breites Spektrum möglicher Werkstücke abzudecken. Die kleinste, die VL 2, ist für Spannfutterteile mit Durchmessern bis 100 mm ausgelegt. Es folgen die VL 4, VL 6 und VL 8, die jeweils zusätzliche 100 mm Durchmesser bewältigen können. Damit deckt die Serie Werkstücke bis 400 mm Durchmesser ab.

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

Zentralisierte Automationslösung

Rohlinge werden über ein Förderband in das System eingespeist, von dem die Pick-up-Spindel selbstständig be- und entlädt.

Die VL-Serie der Pick-up-Drehzentren wurde für die Fertigung präziser Spannfutterteile entwickelt und wird meist für große Losgrößen eingesetzt. Humbel nutzt sie jedoch zum Weichbearbeiten von Flanschkomponenten in Losgrößen von 50 bis 200 Teilen. Warum entschied sich das Unternehmen für diese Maschine? „Vor allem das integrierte Pick-up-Automationssystem hat uns überzeugt“, sagt Herr Humbel. „Dieser Ansatz ermöglicht es uns, unsere Produktivität auch bei kleineren Stückzahlen zu steigern. Am Ende des Tages erfordert der Gesamtprozess nach der Konfiguration wenig Personalaufwand und läuft dennoch zuverlässig.“

Die einfache Bedienbarkeit des Systems war ein weiterer Anreiz für das Unternehmen. „Die Emag-Automationslösung ist so einfach wie möglich gestaltet“, fügt Herr Humbel hinzu. „Viele alternative Automationskonzepte anderer Anbieter erscheinen uns komplizierter als die Emag-Lösung und damit auch fehleranfälliger.“

Drehen schafft die Basis für Qualität

Viele Kunden von Humbel operieren in anspruchsvollen Branchen, die präzise Teile und kleine Losgrößen erfordern, wie Formel 1 und Formel E, Luft- und Raumfahrt, verschiedene Bereiche des Maschinenbaus und E-Auto-Prototypen.

Humbel berücksichtigt die geforderte Bauteilqualität auch bei Investitionen in neue Ausrüstung. Wenn die Drehzentren des Unternehmens in der Hauptbearbeitung eine ideale Basis schaffen können, profitieren die nachfolgenden Prozesse. „Wenn wir an diesem Stadium eine hohe Qualität erzielen, ist es einfacher, die nachfolgenden Schleifprozesse zu gestalten und somit perfekte Ergebnisse zu garantieren“, sagt Pascal Wanner, der für die Implementierung der Emag-Maschinen bei der Humbel-Gruppe verantwortlich ist. „Wir sind in der Lage, diese initiale Prozessqualität mit dem VL 4 zu garantieren.“

Die Maschinen helfen Humbel auch bei einigen Herausforderungen bezüglich der verwendeten Werkstoffe. So werden Motorsportkomponenten aus hochlegierten Einsatzstählen gefertigt, die sich relativ schwer zerspanen lassen. In diesem und ähnlichen Kontexten profitieren die Spezialisten von den weiteren Maschinenmerkmalen. Dazu gehören das Mineralit-Polymerbetonbett, das Vibrationen beim Fräsen reduziert und längere Standzeiten sicherstellt; die Hauptspindel, die mit einem Kreuztisch an der Maschinenfront befestigt ist, um dynamische Bewegung in X- und Z-Richtung zu ermöglichen; und der 12-stationige Werkzeugrevolver, der für angetriebene Werkzeuge ausgelegt ist und kurze Indexierzeiten ermöglicht. „Die Stabilität und Leistung der Maschine hat uns überrascht“, sagt Herr Wanner. „Unsere Zustellungen und Vorschübe sind tatsächlich höher als erwartet.“

Die Maschine passt zur Strategie

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

Die Maschinen haben sich als so erfolgreich erwiesen, dass sie potenziell Türen zu neuen Geschäften öffnen könnten. „Besonders in der Schweiz bleibt unsere Strategie, besonders anspruchsvolle Komponenten zu fertigen“, sagt Herr Humbel. „Wir sehen uns jedoch nicht nur als Fertiger von Einzelteilen, sondern haben auch komplette Getriebemontagen für die Zukunft im Blick – beispielsweise in den Bereichen Motorsport und E-Mobilität. Die Flexibilität und Wirtschaftlichkeit des VL 4 eröffnen uns alle möglichen Chancen.“

Humbel Gear Technology | humbel-gears.com

Weiterführende Informationen

Hier ist ein weiterer Artikel zu diesem Thema:
Programmieraspekte beim invertierten Vertikaldrehen
Erfahren Sie, wie Sie die Programmierung von invertierten Vertikaldrehmaschinen optimieren und alle für die Werkstückbearbeitung verfügbaren Operationen nutzen können.
Link: gbm.media/invertvert