Höchste Präzision in der Automobilfertigung
Herausforderung Kurbelwellenlager meistern
Die hohe Anforderung an Fluchtung und Toleranz beim Schlichten der Kurbelwellenlager hat zur Folge, dass es weltweit nur eine Handvoll von Spezialisten in der Werkzeugbranche gibt, die sich an diese anspruchsvolle Aufgabe heranwagen. Ingersoll in Haiger ist traditionell ein leistungsfähiger Systemlieferant für die Motorenbearbeitung. Mit dem Ziel, immer kompletter anzubieten, hat Ingersoll nun auch auf dem Gebiet der Fertigbearbeitung der Kurbelwellen-lagerbohrung weiterentwickelt und das Produktionsprogramm um moderne Werkzeuge für diesen Bereich der Motorenfertigung erweitert.
Als langjähriger Partner der Automobilindustrie lag der Schwerpunkt bei Ingersoll vornehmlich auf der Schrupp- und Egalisierbearbeitung. Der Trend bei den Automobilwerken geht aber dahin, komplette Bearbeitungen in einer Verantwortung zu lassen. So hat Ingersoll in den letzten Jahren das Produktspektrum immer mehr in Richtung Fertigbearbeitung ergänzt. Dies ist bei der Achsschenkel- und Schwenklagerbohrungsbearbeitung sehr erfolgreich durchgeführt worden und findet nun in der Fertigbearbeitung der Kurbelwellenlager die logische Fortsetzung.
Die Schlichtbearbeitung der Kurbelwellenlagerbohrung wird standardmäßig in einem Semifinish- und einem Finishschnitt ausgeführt, wobei im Pkw-Bereich meist sowohl für die Semifinish- wie auch für die Finishbearbeitung eine Reihenbohrstange zum Einsatz kommt, die alle Lager gleichzeitig bearbeitet und die durch ein Gegenlager gestützt ist.
Diese Bearbeitung im Pkw-Bereich wird im Folgenden anhand eines Anwendungsfalles für einen Pkw-Serienhersteller dargestellt, der im asiatischen Raum und in Südafrika die gleiche Bearbeitungsaufgabe mit unterschiedlichen Bearbeitungsprozessen erledigt.
Die Semifinish-Bohrstange bearbeitet ein Aufmaß von etwa 1,5 mm im Durchmesser. Die Schlichtbohrstange hat im Durchmesser ein Aufmaß von etwa 0,45 mm zu zerspanen,
wobei dieses radiale Aufmaß von 0,22 mm noch aufgeteilt wird in eine Vorschlicht- und eine Fertigschlichtbearbeitung. Das heißt, die Fertigbohrstange hat für jedes der zu bearbeitenden fünf Hauptlager je eine Vor- und eine Fertigschlichtschneide.
Die „In-Process“ Toleranz für den Werkstückdurchmesser liegt bei diesem Werkzeugsystem bei sehr präzisen +/- 10 µm. Dies ergibt natürlich die besten Voraussetzungen für den anschließenden Honvorgang.
Der Außendurchmesser der Schlichtbohrstange ist präzisionsgeschliffen. Dies ermöglicht, Reiterlehren mit Messuhren auf die Bohrstangen aufzusetzen, um die einzelnen Schneiden separat zu vermessen. Weiterhin sind die Wendeschneidplattenhalter noch mit Stellschrauben mit sogenannter Klickrasterung versehen, die es erlauben, den Schneiddurchmesser der Bohrstange in der Maschine zu justieren (ein Klick entspricht einer Verstellung von 5 µm im Durchmesserbereich).
Mit dieser konstruktiven Maßnahme kann eine Feinjustierung aufgrund von Toleranzen oder Werkzeugverschleiß vorgenommen und die Standmenge des Werkzeuges deutlich gesteigert werden, da ein Durchmesserverlust, der durch Schneidenverschleiß entsteht, kompensiert wird.
Das gleiche Kurbelgehäuse wird an einem zweiten Standort in geringeren Stückzahlen gefertigt. Hier kommt jedoch aus Flexibilitätsgründen bei der Semifinishbearbeitung ein Werkzeug auf einem Bearbeitungszentrum zum Einsatz. Der Einsatz von Bearbeitungszentren für die Motorenproduktion hat in den vergangenen Jahren immer mehr zugenommen. Sie bietet sich besonders an für geringere Stückzahlen oder eine erhöhte Flexibilitätsforderung.
Bei der Bearbeitung von Kurbelwellenlagerbohrungen auf Bearbeitungszentren werden vornehmlich Bohrstangen ohne Gegenlager verwendet. Um das Längen-Durchmesserverhältnis dieser Werkzeuge erträglich zu gestalten, werden die Lagerbohrungen von beiden Seiten des Kurbelgehäuses bearbeitet. In unserem Beispiel bei einer Fünffach-Lagerung werden also von einer Seite drei Lagerbohrungen bearbeitet und die restlichen zwei von der anderen Seite. Auch bei dieser Vorgehensweise ist ein Durchmesser-Längenverhältnis der Bohrstange von 5:1 erforderlich. Die Schneidplatten der Bohrstangen sind mit einem Anlagekeil versehen, der mittels Differentialschraube eine Feinjustierung des Bohrdurchmessers erlaubt.
Mit diesen Entwicklungen geht Ingersoll konsequent den Weg, ihr Leistungsspektrum als Systemanbieter der Automobilindustrie immer weiter auszudehnen, um bei vielen Komponenten im Automobilbereich Komplettlösungen anbieten zu können.
Mehr Informationen zur Ingersoll Werkzeuge GmbH:
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Ingersoll Werkzeuge GmbH |
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35708 Haiger |
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