Fix und Fertig

Unser Innovationsthema war zugleich eine der Weltneuheiten auf der EMO 2005. Das Ringtrennzentrum „Roto Cutter“. Doch was steckt dahinter?

23. November 2005

Nicht nur hinter so mancher Zeitungen steckt meist ein kluger Kopf, das gleiche gilt auch für die Entwickler im Maschinenbau. Oft gilt es unüberwindliche Grenzen zu überwinden oder schlicht Unmögliches möglich zu machen, womit wir mitten im Thema wären. Im vorliegenden Fall war das zu trennende Material, Elektrolydkupfer das Problemkind. Beim Trennen des Materials entsteht ein schier endloser Span. Will man den Span brechen, oder gar nicht erst entstehen lassen, leidet die Oberfläche des geschnittenen Teils. Speziell die Herstellung von Ringen aus in Mehrfachlängen geschmiedeten oder gegossenen Rohlingen ist besonders problematisch - wenigstens galt dies bislang. Dank dem Roto Cutter ist Bewegung in die Fertigung gekommen, denn gerade beim Trennen von Abschnitten und Ringen aus Schmiedebüchsen, Schleudergussrohren und anderen rohrförmigen Werkstücken großer Durchmesser, zeigt das neue Trennverfahren klare Vorteile gegenüber den herkömmlichen Trennverfahren, wie Sägen mit Kreis- oder Bandsägen.

Ohne Aufmaß?

Auf einer herkömmlichen Band- oder Kreissäge muss man genügend Aufmaß lassen, das dann in einem weiteren Bearbeitungsschritt abgedreht oder gefräst wird. Zudem ist bei einem Rohr mit 800 mm Durchmesser und 120 mm Wandstärke eine Arbeitszeit von etwa 30 Minuten einzuplanen, bis der Ring mit der herkömmlichen Sägetechnik abgetrennt ist. Auf der EMO konnte man sehen, dass es auch anders geht: Sei es die Taktzeit, die bei beschriebenem Material und Größe mit dem Roto Cutter bei etwa 3,5 Minuten liegt (etwa ein Zehntel der Taktzeit mit herkömmlichen Sägen) oder die Oberflächenqualität, Planparallelität und Maßgenauigkeit des Sägeschnittes. Das Unternehmen gibt hier eine Schnittparallelität mit einer Abweichung von weniger als 0,1 mm auch bei großen Durchmessern an. Ein auf dem Roto Cutter gesägter Ring ist einbaufertig, ohne Aufmaß! Diese Fähigkeiten sparen enorm viel Material, wenn Sie davon ausgehen, dass bei einem 8 mm dicken Ring bisher etwa 12 mm Aufmaß gelassen werden mussten, erklärt Walter Möck, Geschäftsführer des gleichnamigen Unternehmens, das den Roto Cutter auf Basis einer Erfindung von Gerd-Jürgen Weidner weiterentwickelte und als Serienmaschine herstellt.

Das verwendete, fein verzahnte Sägeblatt hat einen Durchmesser von lediglich 350 mm und eine Sägebreite von 3,5 mm. Die geringe Sägeschnittbreite spart zusätzlich Material, und durch den geringen Durchmesser des Sägeblattes kommt es zu keinen Schwingungen. Das erklärt auch die hohen Standzeiten des Sägeblattes und die Oberflächengüte der Planseiten des geschnittenen Ringes und das bei einer Minimalmengenschmierung, erklärt Walter Möck. Auch für die Hersteller von Sägeblättern ist unser System eine Herausforderung, denn es gilt noch herauszufinden, was die ideale Zähnezahl und -konstellation für Materialien wie Stahl oder Edelstahl ist. Das Spanvolumen liegt bei Kupfer laut Geschäftsführer Möck bei derzeit 500 cm3/Minute. Bei Stahl sind es noch 250 cm3/Minute. Das wird sich aber sicher noch erhöhen, wenn das für dieses Material perfekte Sägeblatt gefunden ist, ist sich Walter Möck sicher.

Prozesse einsparen

Nun spart der Roto Cutter nicht nur beim Trennen an sich Zeit, er spart auch gleich weitere Fertigungsschritte ein, die teuer und aufwändig sind. Da das Trennsystem zudem materialsparend ist, bietet es sich zudem für teuere Materialien, wie Titan im Flugzeugbau förmlich an. Auch hier könnte sicher so manches Bauteil in Zukunft anders gefertigt werden, zumal es ja nicht unbedingt Ringe sein müssen, die sich auf dem Roto Cutter schneiden ließen. Möglich ist es bei einer entsprechenden Futteraufnahme im Roto Cutter sicher auch, geschlossene Profile zu schneiden. Aufgrund der Genauigkeit, Planparallelität und Oberflächengüte des Schnittmaterials und bei einer Roto Cutter-gerechten Bauteilauslegung entfallen bei vielen Bauteilen die Nachbearbeitung, beziehungsweise nachgelagerte Fertigungsprozesse von vorneherein. Eine zeichnete sich bereits ab: Je größer und dicker der zu schneidende Ring, je größer ist die Zeitersparnis gegenüber herkömmlichen Sägevefahren.

Der Roto Cutter im Detail

Die CNC-Maschine ist ähnlich einer Drehmaschine aufgebaut. Die Rohre werden durch ein pneumatisches Vorderendfutter sicher gespannt. Der Trennvorgang erfolgt durch gegenläufige Rotation des Werkstücks und des Trennwerkzeuges. Das Sägeblatt ist maximal mit der Tiefe der Wandstärke des Ringes im Eingriff. Mit der 1. Maschine dieses Types können Werkstücke bis Durchmesser 800 mm mit Wandstärken bis 170 mm bearbeitet werden. Eine Erweiterung der Typenreihe auf Durchmesser bis 2.000 mm und größere Wandstärken ist kurzfristig vorgesehen. Durch verschiedene Antriebsvarianten ist eine Anpassung an unterschiedliche Materialien wie Stahl, Edelstahl, Bronze, Kupfer oder Aluminiumwerkstoffe möglich. Der Roto Cutter arbeitet nach der Beladung vollautomatisch. Die getrennten Ringabschnitte werden durch ein Entnahmesystem auf einen Abfuhrrollgang geschoben und können von dort außerhalb der Maschine manuell oder automatisch abgestapelt werden. Durch eine einfache Menüführung der Beckhoff-Steuerung gelangt der Bediener schnell und zielsicher zum richtigen Sägeprogramm. Eine integrierte Späneabsauganlage sorgt für einen sauberen Arbeitsraum. Die große Schiebetür mit Sichtfenster erlaubt dem Bediener ein ergonomisches Arbeiten im Arbeitsraum, wenn beispielsweise ein neues Werkstück mit dem Kran von oben in die Maschine abgesenkt und gespannt werden muss.

Bald in Serie?

Der auf der EMO ausgestellte Roto Cutter ist übrigens schon verkauft. Die Kosten für einen Vollautomaten liegen laut Walter Möck derzeit zwischen 300.000 und 400.000 Euro. Für 2006 sind bereits fünf weitere Maschinen in Planung. Der Roto Cutter wird ganz sicher zum Serienprodukt, ist Walter Möck überzeugt.

Erik Schäfer

Know-HowDer Roto Cutter in Zahlen - Werkstückdaten:

Rohrdurchmesser 180 bis 800 mm

Wanddicke der Rohre max. 170 mm

Rohrlänge 35 bis 1.200 mm

Schnitttiefe Trennblatt max. 190 mm

Planparallelität 0,1 mm

Oberflächenrauhigkeit Ra 2 bis 4 µ

Maschinendaten:

Trennblattantrieb in drei Varianten

Minimalmengenschmierung des Trennblattes

Zentralschmierung

Vorschub- und Zustellachse:

Wiederhol- und Positioniergenauigkeit

Vorschubachse Hub ca. 500 mm

Zustellachse Hub ca. 1.650 mm

Vmax 6 bis 8 m/min

Handling:

Wiederhol- und Positioniergenauigkeit

Z-Achse Hub ca. 400 mm

x-Achse Hub ca. 3.000 mm

x-Achse Vmax 3 m/min

Ringabschnitte Durchmesser 180 bis 800 mm

Ringbreite max. 150 mm

Gewicht max. 150 kg

BackgroundDer Automatisierungsspezialist

Das 1970 als Ein-Mann-Betrieb gegründete Unternehmen Walter Möck GmbH beschäftigt inzwischen 65 Mitarbeiter. 1976 folgte die Anschaffung der ersten CNC-Maschine. Möck war bis dahin ein klassischer Zulieferer. 1985 erweiterte sich dann das Lieferprogramm, und Möck wurde mit eigener Konstruktion auch zum universellen Partner im Sondermaschinen- und Anlagenbau sowie in Automatisierungslösungen für Automobilhersteller, deren Zulieferindustrie und für den allgemeinen Maschinenbau.

Erschienen in Ausgabe: 11/2005