Pioniere der Federenden-Bearbeitung: Die von dem Schweizer Ingenieur Emil Kunz gegründete Officina Meccanica stellt die Schleifmaschine M5 auf einer Messe vor.

Bilder: OMD

Die 2010 vorgestellte MA 6E beherrscht gleich mehrere Verfahren wie das Schleifen im Durchlauf, mit automatischer Zustellung sowie mit integriertem Federlängen-Messgerät.

Die ab 1960 entwickelten Maschinen machten es möglich, mit kleineren Schleifscheiben auch größere Drahtdurchmesser zu schleifen.

Auf’s gute Ende kommt es an

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Federenden-Schleifmaschinen arbeiteten in den 1950er Jahren allein im Durchlauf. In diesem Verfahren werden die Federn mit einem Revolver-Ladeteller zwischen zwei frontal gegenüber stehenden Schleifscheiben und nicht-bewegten Schleifspindel-Gruppen hindurchgeführt und an beiden Enden plan geschliffen. Die Feder wird dabei nicht gespannt, sondern steht lose in der Bohrung des Tellers. Der Schleifdruck wird von der Feder selbst gegeben. Er verteilt sich auf beide Enden, die damit beidseitig plan geschliffen werden.
Je nach Draht und Durchmesser der Windung tragen die Schleifscheiben eine bestimmte Materialmenge ab, und je nach Schnittleistung der Werkzeuge wird bei definiertem Schleifdruck eine entsprechende Schleifzeit notwendig. Beim Durchlaufschliff soll die Feder in ein und demselben Durchgang geschliffen werden. Dazu sind eine entsprechende Schleifzeit oder eine bestimmte Schleifweg-Länge zwischen den Scheiben nötig. Dieser Schleifweg bestimmt den Durchmesser der Scheiben und damit die Maschinengröße. Ideal ist, wenn deren Format respektive die Schleifweg-Länge so gewählt sind, dass die Feder mit der maximalen Ladeleistung eines Arbeiters oder eines Ladegerätes in allein einem Durchlauf geschliffen werden kann. Um dies zu erreichen, werden je nach Qualitätsanspruch und Federmaß große Scheibendurchmesser und damit große Maschinen notwendig.
Die ab 1960 entwickelten Zustellmaschinen sollten diesem Kosten steigernden Faktor ausweichen. Sie machten es möglich, mit kleineren Schleifscheiben auch größere Drahtdurchmesser zu schleifen. Die Federn werden bei diesen Zustellmaschinen nicht nur ein einziges Mal langsam zwischen den Schleifscheiben hindurchgeführt, sondern wiederholt und schnell bei 20 min-1 bis 50 min-1. Der Schleifweg wird damit verlängert. Während die Federn wiederholt zwischen den Schleifscheiben hindurchgeführt werden, bewegt sich eine der beiden Schleifspindeln solange gegen die Federn, bis das gewünschte Lo-Maß erreicht ist.

Das Be- und Entladen erfolgt im Langsamgang. Der Schleifspindel-Vorlauf wird gesteuert auf eine lineare oder unvariierte, vorwählbare Geschwindigkeit, begrenzt durch eine minimale und maximale Stromaufnahme des Schleifspindel-Antriebes. Ist die höchst zulässige Amperezahl erreicht, bleibt die Spindel solange stehen, bis die Stromaufnahme wieder auf den Minimalwert abgesunken ist. Dann läuft sie erneut weiter bis zur maximalen Amperezahl. Diese schrittweise Zustellung mit konstanter Vorlauf-Geschwindigkeit führt zu unregelmäßigem Schleifdruck. Da eine Schleifscheibe ihre optimale Schnittleistung nur bei einem bestimmten Schleifdruck bringt, kann die schrittweise Zustellung nicht als ideal bezeichnet werden. Und zwar auch dann nicht, wenn das Basistempo aufgeteilt wird in Stufen verschiedener Geschwindigkeiten.
Die in der Folge entwickelte Kurvensteuerung kam der Lösung bereits näher. Soll ein konstanter Schleifdruck erhalten werden, muss die Vorschub-Geschwindigkeit von schnell auf langsam variiert werden. Dies kann erreicht werden durch eine entsprechende Formgebung der Steuerkurve. Je nach Durchmesser von Draht und Feder variiert die Umdrehungs-Geschwindigkeit der Kurve. Mit dieser elektromechanischen Steuerung konnte die Leistung erheblich verbessert werden. Nachteil dieses Systems ist indes, dass bei Verwendung einer Universalkurve immer noch nicht die maximale Schnittleistung einer Schleifscheibe genutzt werden kann. Die Durchmesser-Unterschiede der Federn in gleichen Drahtstärken führen zu Unterschieden bei der zu zerspanenden Materialmenge.

Die ab 1980 verwendete elektronische Steuerung über die Ampereaufnahme der Schleifspindel-Motoren löste das Problem. Die Schleifspindel fährt mit einer vorgewählten Basisgeschwindigkeit solange gegen die Federn im rotierenden Ladeteller, bis eine vorgewählte Stromaufnahme der Schleifspindel erreicht ist. Ab diesem Moment – und hier liegt der grundlegende Unterschied gegenüber dem eingangs erwähnten System – bleibt die Spindel nicht stehen. Vielmehr läuft sie mit gleich bleibendem Amperewert weiter bis zum Lo-Maß der Feder. Die Zustell- oder Vorschub-Geschwindigkeit verringert sich dabei automatisch und exakt im Verhältnis zu der sich laufend vergrößernden Schleiffläche. Diese seinerzeit von OMD entwickelte Schleifspindel-Zustellung konnte als optimal bezeichnet werden.
Mit der elektronischen Steuerung konnte die Leistung um 25 % bis 30 % gesteigert und eine Optimierung der Federtoleranzen erreicht werden. Diese Maschinen wurden in den folgenden Jahren bei der Bedienung, der Steuerung und dem eingesetztem Material verbessert. Die elektronisch gesteuerten OMD-Zwei-Spindelmaschinen haben heute eine automatische Schleifscheiben-Kompensation und ein automatisches Abrichtsystem, Frequenzwandler zur Variierung von Geschwindigkeit Schleifscheiben-Umdrehung, Servomotoren für das Hoch- und Herunterfahren der Schleifspindeln sowie Ladeteller-Antrieb, Standard- und Spezialkühlung, Federlängen-Messgerät, PC mit Touch-Screen Bildschirm und USB-Schnittstelle. Sowohl Zustell- als auch Durchlaufschliffe sind möglich. Auf Wunsch können automatische Ladevorrichtungen angebaut werden.
Gegenüber den Maschinen aus den 80er Jahren wird eine weitere Steigerung der Leistung um 30 % bis 40 % und Lo-Toleranz von 0,05 mm erreicht – letzteres auch Dank der neuen Schleifmittel und Staubabscheider. Neben Maschinen für Durchlauf- und Zustellschliff beinhaltet das OMD-Programm horizontale Nassschliff-, Außenentgrat- und Innenanfas-Maschinen sowie automatische Ladevorrichtungen.