„Dieses revolutionäre Maschinenkonzept zur Bearbeitung von Hinterachsen wird die Lkw-Industrie endgültig verändern.“

8. Juli 2021

Unisign präsentiert UNIAXLE

Mit unserer UNITWIN6000-Maschine waren wir in der Bearbeitung von Vorderachsen für Lkw und Busse ohnehin bereits weltweit richtungsweisend. Nun läuten wir ein neues, revolutionäres Maschinenkonzept für die Lkw-Industrie ein: die UNIAXLE. Eine zweckgerechte CNC-Maschine, mit der sich sowohl geschweißte als auch gegossene Hinterachsen in einem Arbeitsgang bearbeiten lassen. Und das bei hoher Geschwindigkeit und mit einem Höchstmaß an Präzision. Im Oktober ermöglichen wir unseren Kunden einen exklusiven Blick in das „Allerheiligste“ unseres Maschinenraums. Bart Bouten (Applications Engineer) und William Thijssen (Mechanical Engineer Development) sind eng in die Entwicklung der UNIAXLE einbezogen. „So weit hat sich noch niemand vorgewagt.“

Der Name Unisign ist bei Lkw-Herstellern und unter Zulieferern in der Automobilindustrie bereits weltbekannt. Nicht zuletzt dank des Erfolgs der UNITWIN6000. Jährlich werden auf CNC-Maschinen dieses Typs über 2 Millionen Vorderachsen bearbeitet. „Die Entwicklung einer Maschine zur Bearbeitung von Hinterachsen war für uns daher naheliegend“, so Bart Bouten. „Aber was noch wichtiger ist: Der Markt verlangt förmlich danach. Das wissen wir schon seit einer Marktstudie, die wir 2017 durchführten. Viele Vorderachsenhersteller produzieren auch Hinterachsen. Die Bearbeitung einer Hinterachse ist jedoch um vieles komplexer.“

Vom Konzept zum Prototyp

Nachdem offensichtlich großes Interesse bestand, machten sich die Entwickler bei Unisign an den nächsten Schritt: 2017 wurde ein erstes technologisches Konzept für die Kernbearbeitung erarbeitet, die diese Maschine ausführen soll. William Thijssen: „Unsere Kunden wollten auch gerne einen Prototyp sehen. 2019 haben wir daher mit der Entwicklung begonnen. Gemeinsam mit Geschäftsführer Paul van Ruth habe ich fast anderthalb Jahre daran gearbeitet. Natürlich auch mit tatkräftiger Unterstützung von Kollegen aus anderen Abteilungen, darunter Bart.“ Um Missverständnisse zu vermeiden: Was im September gezeigt wird, ist noch keine komplette Maschine, sondern nur die innovative Lösung, mit der Unisign die größte Herausforderung bei der Bearbeitung einer zusammengesetzten Hinterachse bewältigen wird. Später mehr dazu.

Herausforderung bei gegossenen und geschweißten Hinterachsen

Im Vergleich zur Vorderachse ist die Bearbeitung einer Hinterachse komplex und anspruchsvoll. Denn eine Hinterachse erfüllt wesentlich mehr Funktionen. Geschweißte Stahlachsen werden in der Regel komponentenweise auf mehreren CNC-Maschinen bearbeitet. Anschließend wird alles aneinandergeschweißt und in der Zusammenstellung nachbearbeitet. Bei gegossenen Achsen werden alle Bearbeitungen in der Zusammenstellung vorgenommen, oftmals auf mehreren Maschinen. Eine dieser Bearbeitungen ist das Drehen der Enden einer Hinterachse, der sogenannten Achszapfen.

„Wenn man die Achszapfen einer solchen kompletten Achse auf einer CNC-Maschine einer Drehbearbeitung unterziehen muss, dann ist das nicht gerade ideal – eher im Gegenteil“, erläutert Bart. „Ein solches Werkstück hat nämlich eine erhebliche Unwucht. Und genau darin lag für uns die Herausforderung.“

Achszapfen

William: „Bei diesem neuen Konzept haben wir uns gezielt auf die Drehbearbeitung beider Achszapfen konzentriert. Ein perfekt rundes Produkt dreht sich fein säuberlich um seine Achse, aber bei einer Hinterachse ist das völlig anders. Eine Hinterachse hat eine große Unwucht und kann daher nicht mit hoher Drehzahl gedreht werden. Man muss die Drehzahl also senken, und das bedeutet wiederum, dass der Schneidprozess suboptimal ist. Aber wir haben es geschafft, hierfür eine Lösung zu finden.“

Umdenken

Das UNIAXLE-Maschinenkonzept ist ein Bilderbuchbeispiel für innovatives Umdenken. Bart: „Wir haben eine Lösung ersonnen, bei der sich nicht die Hinterachse selbst dreht, sondern genau das Umgekehrte ist der Fall: das Schneidwerkzeug dreht sich um die Hinterachse. Das ist bahnbrechend für die Bearbeitung von Hinterachsen.“ William: „Ein solcher Ansatz wurde bei einem bestimmten Produkt, wie z. B. einer Hinterachse, bislang noch nie verfolgt. Denn eine Hinterachse hat einen ziemlichen Umfang, und bei der Bearbeitung von Achszapfen hat man es mit einer großen Bandbreite an Durchmessern zu tun. Daher ist es in der Regel schwierig, die Bearbeitungen mit nur einem Werkzeug durchzuführen, noch dazu unter Wahrung der idealen Schnittbedingungen. Durch die Rotation mit verschiedenen Drehzahlen werden zudem nämlich Kräfte in verschiedener Größenordnung freigesetzt, die man allesamt unter Kontrolle halten muss.“

Alles auf einer Maschine: schneller und präziser

Die Einführung der UNIAXLE wird den Bearbeitungsprozess von Hinterachsen für die Lkw-Industrie endgültig verändern. Davon sind Bart und William zu 100 % überzeugt. Bart: „Hinterachsen werden häufig in großen Produktionsstraßen hergestellt, mit vielen verschiedenen Stationen für die einzelnen Teilbearbeitungen. Was den Einsatz von vielen verschiedenen Maschinen erfordert. Und für jeden neuen Achstypen muss man alle Bearbeitungsstationen umrüsten. Das ist zeitraubend, und die Wahrscheinlichkeit, dass man dabei Fehler macht, ist hoch. Wir meinen, dass alles so viel wie möglich auf einer einzigen Maschine bearbeitet werden sollte. Das ist schneller und präziser.“
William: „Außerdem kann man mit unserer UNIAXLE den Nachbearbeitungsprozess bei geschweißten Hinterachsen wirtschaftlicher gestalten. Eine gesonderte Vorbearbeitung aller Komponenten wird überflüssig: Man bearbeitet die zusammengestellte Hinterachse in einem Arbeitsgang auf einer einzigen Maschine.“

Zusammenfassend: Wer die UNIAXLE in seiner Produktion einsetzt, braucht weniger Maschinen, weniger Platz, weniger Personal und weniger Zeit zur Bearbeitung von Hinterachsen. Die Bearbeitung verläuft zudem schneller und mit höherer Präzision. Und das bei höheren Stückzahlen.

Eigenregie

Unisign ist ein Familienunternehmen, das CNC-Maschinen entwickelt und produziert und auf eine langjährige innovative Tradition zurückblicken kann. Auch das Konzept für die UNIAXLE ist komplett im eigenen Hause zustande gekommen. William: „Den Bearbeitungskopf, der sich um die Zapfen der Hinterachse dreht, haben wir völlig neu entwickelt. Noch nie gab es etwas, das auch nur im Ansatz damit vergleichbar wäre. Die UNIAXLE ist die erste Unisign-Maschine, die über diese Bearbeitungstechnik verfügt.“

Ohne Kompromisse

William: „Bei allen Techniken, die derzeit auf dem Markt sind, muss man zwischen Wirtschaftlichkeit und Präzision abwägen, was immer auf einen Kompromiss hinausläuft. Entweder man bearbeitet mit der gewünschten Drehzahl, ist aber in der Einstellung des Durchmessers begrenzt, oder man kann alle möglichen Durchmesser einstellen, muss dann aber bei der Drehzahl Abstriche machen. Beides zusammen geht nicht. Uns ist es nun gelungen, diese scheinbaren Gegensätze zu vereinen. Auf der UNIAXLE kann man Hinterachsen bei hoher Drehzahl, mit hoher Präzision und mit einer großen Bandbreite an Durchmessern bearbeiten.“

Präsentation im Oktober

In der nächsten Zeit wird der Prototyp fertig gebaut, damit er den Unisign-Kunden rechtzeitig im Oktober offiziell präsentiert werden kann. Dann kann man erstmalig mit eigenen Augen sehen, wie sich die komplexen Achszapfen einer Hinterachse weitgehend mühelos bearbeiten lassen. Die erste komplette UNIAXLE-Maschine wird ca. 12 Monate nach der ersten Bestellung irgendwo auf der Welt geliefert. Wer sich in der Lkw-Industrie als Erster diesen Vorsprung sichern wird, ist noch unklar. Wir sind jedenfalls gespannt.

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8. Juli 2021