High-End-Technologie in
der Motorenfertigung

Winkelköpfe von ROMAI für Ausgleichsbohrungen in Kurbelgehäusen

ROMAI-Winkelköpfe bei BMW

Ausgleichsbohrungen beziehungsweise Pulsationsbohrungen, wie man es bei BMW in Steyr nennt, sind quer in den Kurbelwellen-Lagerstegen von 6-Zylinder-Benzinmotoren verlaufende Bohrungen. Um diese einzubringen müssten zusätzliche, stirnseitige Bohrungen gesetzt werden, die anschließend mittels Verschlussschrauben wieder zu schließen wären. Ein speziell von ROMAI auf die engen Platzverhältnisse im Kurbelgehäuse sowie auf die hohen Schnittkräfte und die begrenzenden Werkzeugwechselgewichte der Maschine entwickelter Winkelkopf spart diesen Aufwand.

Die Fräsbearbeitung der so genannten Pulsationsbohrungen am Kurbelgehäuse zählt zu den anspruchsvollsten Bearbeitungsschritten bei der Herstellung von 6-Zylinder-Benzinmotoren. Pulsationsbohrungen sind Druck-Ausgleichsbohrungen, die quer in den Kurbelwellen-Lagerstegen verlaufen. Um diese in konventioneller Weise herzustellen, müssten stirnseitig von beiden Seiten an den Kurbelgehäusen, über den gesamten Kettenkasten reichende, Bohrungen gesetzt werden. Als Werkzeug käme dann ein 3-stufiger Spiralbohrer zum Einsatz. Abgesehen vom Aufwand für drei zusätzliche Bohrungen, müssten die stirnseitigen Bohrungen in einer nachgelagerten Schraubstation wieder mit Verschlussschrauben geschlossen werden.


Eine alternative, aber deutlich effizientere Methode diese Pulsationsbohrungen einzubringen, stellt die Verwendung eines Winkelkopfes mit einem Fräswerkzeug dar. Der räumlich sehr kleine Aktionsraum zwischen den Lagerstegen macht diese Bearbeitungsvariante jedoch zu einem sehr anspruchsvollen Prozess, für den ROMAI als Spezialist für Rotationsmechanik einen applikationsspezifischen Winkelkopf entwickelt und gebaut hat. Neben einer extrem schlanken und langen Bauform standen Mindestanforderungen bezüglich der Schnittkräfte und der auftretenden Kippmomente sowie eine Gewichtseinschränkung auf Grund der maximal möglichen Wechselgewichte der Maschine im Pflichtenheft.


Die äußere Bauform, beziehungsweise die Abmessungen für Winkelkopf und Fräswerkzeug, wird durch eine Eintauchtiefe von 221 Millimeter mit einer Breite von 70 Millimeter vorgegeben. Die hohen Schnittkräfte, der im Durchmesser 31 Millimeter messenden Bohrungen, entstehen aus der Grauguss- (GG60) und Aluminium-, also Mischzerspanung, die letztlich mit einem über die Mitte schneidenden Fräswerkzeug erfolgt. Dies erfordert eine sehr stabile Auslegung, die unter anderem mit steifen Kegelrollenlagerungen erreicht wird. Die Bearbeitungskräfte werden spindelseitig von einer HSK63-Aufnahme und einer zusätzlichen 3-Punkt-Abstützung aufgenommen. Konstruktiv begrenzend musste das maximale Werkzeugwechselgewicht von 8 Kilogramm berücksichtigt werden, weil sonst der Wechselkopf nicht über das Werkzeugmagazin automatisch einwechselbar wäre.


"Der Einsatz der ROMAI-Winkelköpfe in unserer Serienfertigung hat sich bewährt; die Bearbeitungszeit konnte im Vergleich zur herkömmlichen Bearbeitungsweise auf einen Bruchteil reduziert werden", beschreibt Johann Buchinger aus der Fertigungsplanung des BMW Werkes Steyr. Hinzu kommt, dass man sich die nachgelagerte Schraubstation und letztlich auch die Kosten für die Verschlussschrauben spart. "Die Firma ROMAI hat sich im Qualitätswettbewerb mit anderen Mitbewerbern klar durchgesetzt und in intensiver Zusammenarbeit die notwendigen technischen Spezifikationen für unsere Serienfertigung stabil sichergestellt", resümiert Buchinger.

 

ROMAI ist als inhabergeführtes traditionsreiches mittelständisches Unternehmen spezialisiert auf die Entwicklung, Konstruktion und Produktion von kundenspezifischen Präzisionsvorsatzge- trieben für Werkzeugmaschinen. Die Fertigung von Mehrspindelköpfen, Winkelköpfen und angetriebenen Werkzeugen stellt die Kernkompetenz der ROMAI Robert Maier GmbH dar. Die Bandbreite reicht von Standard- bis Sondergetrieben, von einem Kilogramm bis zu 5.000 Kilogramm. Langjährige Erfahrung, hohes fachliches Know-how und kurze Lieferzeiten machen die Firma ROMAI zu einem der gefragtesten Werkzeug-Getriebeanbieter in allen Bereichen der Zerspanung – vom Automotive über die Luft- und Raumfahrt bis zu Windkraftanlagen.