Nutzfahrzeug-Motoren benötigen schon allein wegen ihrer Baugrösse teilweise sehr spezielle Fertigungsverfahren. Damit beispielsweise extrem lange Bohrungen im Nockenwellenrahmen auch nach dem Einbau im Motor noch fluchtgenau sind, spannt eine neue Produktionsmaschine von GSN Maschinen-Anlagen-Service die Werkstücke während der Bearbeitung mit 600 kN. Dazu setzt der Hersteller auf ein intelligentes Hydraulikaggregat von Rexroth mit drehzahlvariablem Pumpenantrieb.

Seit 25 Jahren ist GSN ein führender, herstellerunabhängiger Anbieter, wenn es um innovative Engineering-Lösungen im Technologie- und Servicebereich von Sondermaschinen, Transferstrassen und Bearbeitungszentren geht. Schwerpunkte der globalen Tätigkeit von GSN umfassen Dienstleistungen rund um die Technologie und den spanabhebenden Bearbeitungsprozess der klassischen Powertrain-Werkstücke und darüber hinaus. Das Unternehmen nutzt diese Erfahrung, um auch kundenspezifische neue Fertigungslösungen zu entwickeln.

Bei der Line Boring Anlage war den Entwicklern sofort klar, dass sie eine extrem leistungsfähige Spannvorrichtung benötigen. Die gefertigten Nockenwellenrahmen werden bei der Motormontage mit 600 kN angezogen. Entscheidende Qualitätsgrösse unter dieser Bedingung ist die Masshaltigkeit. Die Spannvorrichtungen müssen bei der Anlage nicht nur das Werkstück fixieren, sondern während der Bearbeitung die spätere Einbausituation vorwegnehmen.

60 Prozent weniger installierte Leistung

«Bei den ersten Entwürfen haben unsere Konstrukteure ein konventionelles, konstant angetriebenes Hydraulikaggregat mit 53 kW Anschlussleistung ausgelegt, um die Spannfunktion mit hoher Ölmenge und Druck sicher zu realisieren», erinnert sich Max Schmidt. «Die Hydraulikspezialisten von Rexroth haben brauchbare Technologie-Ansätze geliefert und uns sehr gut mit ihrem Know-how unterstützt. So konnten wir eine innovative Lösung mit deutlich geringerer Anschlussleistung einsetzen.»

Die Ingenieure von Rexroth setzten Simulationstools ein, um das Hydraulikaggregat, das beide Spannvorrichtungen versorgt, bei gegebenen Leistungskennwerten zu optimieren. Die druckgeregelte Axialkolbenpumpe A10 erzeugt einen Arbeitsdruck von 150 bar bei einer Förderleistung von maximal 70 l/min. Um die Energieeffizienz deutlich zu erhöhen, nutzt Rexroth die Vorteile drehzahlvariabler Pumpenantriebe der Sytronix-Familie. Bei Teillast senkt der intelligente Antrieb die Drehzahlen ab und verringert so den durchschnittlichen Energiebedarf deutlich.

Durch eine geschickte Systemauslegung der Hydraulik konnte Rexroth darüber hinaus die Leistungsspitzen kappen und die ursprünglich ausgelegte Anschlussleistung von 53 kW auf 22 kW verringern, eine Reduzierung um rund 60 Prozent. Damit sinken die Systemkosten der Hydraulik und der Endanwender profitiert dauerhaft von niedrigeren Kosten für den Stromverbrauch. Gleichzeitig senkt die Drehzahlregelung die mittlere Geräuschemission um bis zu 20 dBA ab. Zusätzlich hat Rexroth die Pumpe im Hydrauliktank positioniert. Dadurch unterschreitet das Hydraulikaggregat die in der Automobilindustrie geltenden, scharfen Grenzwerte für Geräuschemissionen ohne zusätzlichen Aufwand.

Kurze Time-to-market durch Baukasten

Das Aggregat mitsamt 400 Liter Behälter, Ventiltechnik und Filter lieferte Rexroth montiert und getestet einbaufertig aus. Die Inbetriebnahme der Hydraulik führten GSN und Rexroth gemeinsam bei GSN durch. «Das technologische Know-how von Rexroth war letztendlich entscheidend für die reibungslose Zusammenarbeit. Projektspezifische Herausforderungen wurden gemeinsam schnell und unkompliziert gelöst. Abschliessend eine Spitzenleistung seitens Rexroth.», ist sich Max Schmidt sicher.