Unter dem Begriff ‚Axialkolbenmaschinen‘ sind Axialkolbenpumpen sowie -motoren zu verstehen. Von der Bauart identisch, erfüllen sie meist unterschiedliche Aufgaben in geschlossenen und offenen hydraulischen Kreisläufen. In der Praxis kommen Axialkolbenmaschinen z.B. in modernen Feldhäckslern zum Einsatz. Sowohl in solchen Traktoren als auch in schwerem Gerät im Hoch- und Tiefbau sowie in der Bergbauindustrie finden sie vielfach Verwendung.
Axialkolbenmaschinen profitabel herstellen
„Hersteller von Axialkolbenmaschinen fertigen diese in mittleren und hohen Stückzahlen“, weiß Tobias Stolz, Component Manager im Bereich General Machining bei Mapal. Beim Zerspanen der einzelnen Maschinenbauteile sind hohe Genauigkeiten gefragt. Mit der Kombination aus hohen Stückzahlen und enormer Präzision kennen sich die baden-württembergischen Experten bestens aus – und generieren erhebliche Prozessverbesserungen sowie wirtschaftliche Einsparungen für die Kunden aus dem Bereich der Fluidtechnik. Darüber hinaus umfasst das Mapal Portfolio alle nötigen Produkte für die Komplettbearbeitung der einzelnen Bauteile. So lag es nahe, dass die Axialkolbenmaschine für die Süddeutschen zur Fokuskomponente avancierte. Die Mapal Experten legten also einen Musterprozess auf und setzen diesen – individuell angepasst – bei Kunden erfolgreich in der Praxis um.
Vier Bauteile – maßgeschneiderte Prozesse
Die Axialkolbenmaschine setzt sich hauptsächlich aus den Bauteilen Gehäuse, Wiegeversteller, Steuerbodenaufnahme und Zylinderblock zusammen. Beim Bearbeiten des Gehäuses aus EN-GJL-250, das den Schutz der Axialkolbenmaschine sicherstellt, steht vor allem die Bearbeitung der Ölleck-Senkungen im Mittelpunkt. Dafür setzt Mapal auf ein modulares Aufbohrwerkzeug, das durch den TTD-Wechselkopfbohrer und die Wendeschneidplatten besonders wirtschaftlich ist. Fräser aus dem NeoMill-Programm bearbeiten unterschiedliche Oberflächen des Gehäuses. „Hier zeigt sich eine der Besonderheiten, die wir unseren Kunden bieten“, unterstreicht Stolz die Kombination aus eigens ausgelegten Sonderwerkzeugen mit wirtschaftlichen Standardwerkzeugen.
Für die Zerspanung des Wiegeverstellers aus EN-GJS-400-15, dem Regelinstrument der Axialkolbenmaschine, kommen überwiegend Standardwerkzeuge zum Einsatz. Für die Gewindebohrungen empfiehlt der Werkzeugspezialist Vollhartmetallbohrer der Mega-Step-Drill Familie. Zudem finden die FixReam-Reibahle sowie HPR-Wechselkopfreibahlen für die Feinbearbeitung unterschiedlicher Bohrungen Anwendung.
Bauteil Nr. 3 – die Steuerbodenaufnahme – bildet die Anschlussplatte der Axialkolbenmaschine und somit den Druck-/ Sauganschluss zu weiteren Bauteilen im hydraulischen Kreislauf. Sie wird in aller Regel aus EN-GJL-250 oder EN-GJS-400-15 gefertigt. Unterbrochene Schnitte und teils dünnwandige Bauteilsegmente sind hier die Herausforderungen für die Zerspanung. „Mit zum Teil mehrstufigen, speziell ausgelegten Aufbohrwerkzeugen mit Wendeschneidplatten bearbeiten wir Lagersitze und Läuferbohrungen und stellen trotz schwieriger Voraussetzungen die hohe Qualität der Bohrungen sicher“, erläutert Tobias Stolz und kommt zum letzten Bauteil: „Wenn es so etwas wie ein Highlight bei der Bearbeitung der Axialkolbenmaschine gibt, ist das definitiv der Zylinderblock.“ Er bildet das ‚Herzstück‘ und besteht entweder aus Stahl (C45 bzw. 42CrMoS4) oder Sphäroguss (EN-GJS-500-7 bzw. EN-GJL-400-15). Über die Bewegungen der Kolben und das damit geförderte Ölvolumen stellt er die Funktionalität der Maschine sicher. Dafür gilt es unter anderem, die Kolbenbohrungen oftmals inklusive eingepresster Laufbuchsen und die Druck- bzw. Saugnieren zerspanend zu bearbeiten.
Gemeinsame Prozessoptimierung
„Ein Kunde hatte mit hohen Kosten bei der Herstellung der Zylinderblöcke zu kämpfen“, berichtet Tobias Stolz von einem konkreten Anwendungsfall. Um definierte Oberflächen, die zwischen Rz=27 und 37µm liegen müssen, und hohe Qualitäten der Laufbuchsen innerhalb einer Toleranz bezüglich Rundheit, Geradheit und Parallelität von 3µm sicherzustellen, wurde ein hoher Aufwand betrieben. Die Mapal Experten entwickelten gemeinsam mit dem Kunden einen wirtschaftlichen Prozess, bei dem er in Summe pro Bauteil auch noch 19 Prozent an Bearbeitungszeit einspart.