The best deep bores with PCD

Schlote’s story begins in 1969 as a small workshop in Harsum, where the company is still headquartered. Today 11 companies with 1,800 employees belong to the Group. The OEM has eight factories in Germany as well as further manufacturing facilities in the Czech Republic and China. Schlote Group customers include big car manufacturers, system integrators and foundries. Schlote’s turnover stems from engines (55 per cent), transmissions (39 per cent) and chassis (6 per cent).

A successful cooperation with Trimet Aluminium already existed at other sites, manufacturing finished car components from cast blanks. The awarding of a contract for a component by a major OEM, which would involve very high quantities, led to a joint venture between Schlote and Bohai Trimet in Harzgerode.
 

Bei dem in Harzgerode hergestellten Bauteil handelt es sich um ein Kupplungsgehäuse aus Aluminiumdruckguss. Die Automatikgetriebe des Zulieferers gehen in einer einheitlichen Version an mehrere große Automobilhersteller, bei denen sie vorwiegend in Fahrzeugen bis zu einem Hubraum von zwei Litern eingebaut werden. Die Kupplungsglocke verbindet Getriebe und Motor. Die Getriebeseite ist bei allen Kupplungsgehäusen gleich, die andere Seite ist an die jeweiligen Motoren der Automobilhersteller angepasst. Die Unterschiede sind eher klein, weshalb diese Kupplungsglocke zu 99 Prozent baugleich für alle belieferten Automobilhersteller ist. 

Aktuell fertigt die Schlote Harzgerode GmbH davon 4.000 Stück pro Tag. Das moderne Werk verfügt über einen sehr hohen Automatisierungsgrad von über 80 Prozent. Am Standort Harzgerode sind 120 Mitarbeiter beschäftigt, die an fünf Tagen pro Woche rund um die Uhr arbeiten. Bei Bedarf kann die Produktion auch auf sechs oder sieben Tage ausgeweitet werden.
 

Wie in der gesamten Automobilindustrie sind die Anforderungen an das Bauteil auch hier sehr hoch. „Bei dem Teil handelt es sich nicht nur um einen Adapterflansch, sondern das ist die Rückseite des Getriebes. Daher ist für die Lagersitze höchste Präzision erforderlich“, erläutert Sebastian Swiniarski, Gruppenleiter Arbeitsvorbereitung bei Schlote. In das Bauteil sind zahlreiche Bohrungen mit unterschiedlichen Toleranzen einzubringen, wofür Präzisionsfertigung im Bereich von tausendstel Millimetern gefragt ist. 

MAPAL und Schlote blicken auf eine langjährige, gute Zusammenarbeit zurück. So kommen PKD-Fräser, die unter anderem definiert raue Oberflächen zum Aufbringen der Dichtmasse schaffen, Gewindebohrer, Reibahlen sowie eine Reihe unterschiedlicher Bohrwerkzeuge aus dem Hause MAPAL zum Einsatz. „Wir bieten unseren Kunden umfassende Lösungen bis hin zur Auslegung kompletter Prozesse an“, sagt Stefan Frick, der Schlote als technischer Berater von MAPAL betreut. 
 

Die eingesetzten Werkzeuge standen von Beginn an auf dem Prüfstand. Seit die Produktion in Harzgerode läuft, werden laufend Analysen betrieben, um mögliche Schwachstellen aufzudecken und die Fertigung zu optimieren. Im Rahmen dieses kontinuierlichen Verbesserungsprozesses ist es in enger Zusammenarbeit zwischen Schlote und MAPAL im Laufe der Jahre gelungen, höhere Standzeiten zu generieren, Werkzeugkosten zu senken und die Produktionsmenge zu steigern. Konnten anfänglich maximal 3.600 Teile pro Tag gefertigt werden, liegt das mögliche Limit heute bei 4.500 Bauteilen, ohne dass zusätzliche Maschinen angeschafft werden mussten. 

Die jüngste Optimierung betrifft Tiefbohrungen für Ölkanäle, über die im Automatikgetriebe geschaltet wird. „Über unser Toolmanagement-System werten wir monatlich aus, welche Werkzeuge wie oft gewechselt wurden“, berichtet Sebastian Swiniarski. „Dabei haben sich die Tiefbohrer jedes Mal als auffällig erwiesen. Da diese Bohrer auch relativ kostenintensiv sind, haben wir an dem Punkt angesetzt, um unsere Werkzeugkosten weiter zu senken.“ Mit dem Werkzeugverschleiß kommen auch Qualitätsaspekte ins Spiel, da ein stumpfer Bohrer beim Austritt Grate erzeugt.
 

Newデザインの工具は、マパールの標準の超硬ソリッドドリルをベースに、先端に PCD 切刃を挿入しました。 このツールの構造は、超硬チップを備えたコンクリートドリルを彷彿とさせます。 Harzgerode の担当者は、PCD ディープドリルの工具寿命に非常に満足しています。 超硬ソリッドドリルの工具寿命は 2,500 部品を超えると終了しますが、PCD ディープドリルは 15,000 部品まで確実に加工出来ます。 材料のブローホールや鋳造品質の変化など、機械加工の課題には改善の余地があります。 「状況によって、PCD ディープドリルの寿命が 40,000 個に達することもあります。 当然のことながら、私たちはこの長い工具寿命を標準にしたいと考えています」とFrick 氏は強調します。

切削条件は、主軸速度 8,700 rpm、送り 0.3 mm/rev、切削速度 218 m/min における超硬ソリッドドリルの切削条件タと同じです。 新しいドリルの可能性は、工具寿命が大幅に長くなり、その結果工具コストが削減され、プロセスの信頼性が向上することにあります。 工具の交換が減れば、機械のダウンタイムも減ります。

Schlote社ハルツゲローデ工場 での生産には、合計 10 個の製造ラインがあります。 各ラインは、工作機械メーカー SW の 3 台のマシン (W06 ダブルスピンドル マシン 2 台と one6 シングルスピンドル マシン 1 台) で構成されています。 部品は 3 つのクランプ設定で加工され、ダブルスピンドル機械が最初の 2 つの設定を処理し、仕上げは 3 番目の設定で行われます。

Clutch housing manufacturing at the site was planned to last at least eight years with a peak output of 1.1 million parts per year. This peak was surpassed in 2020. Production has been ongoing for five years in the meanwhile with 900,000 parts produced per year.

Due to continuously improved productivity and the lower production quantities, there has been time to address future trends and produce different parts. The factory is already being modified for this purpose. The first of two new projects involves six different parts that Schlote is to produce for a hybrid model of super sports car manufacturer.

In the other project, Schlote’s expertise as a clutch housing manufacturer is once again called for – this time for an electric car. Schlote draws from the trend toward electric mobility by supplying e-cars with transmissions as well. For an innovative model with three gears, the connection between engine and transmission is to be produced in Harzgerode. Half of the factory capacity is currently being converted. The production of parts for combustion engines is to be ramped down to 50 per cent. In future, hybrid cars will account for 10 per cent and purely electric mobility for 40 per cent. Schlote has already produced the first parts for the new projects.