Geschichte der Reishauer

Die Firma Reishauer blickt auf eine 200 Jahre lange, bewegte aber auch erfolgreiche Geschichte zurück. Begonnen hat es 1788 mit Handwerkzeugen ging dann ab 1930 zum Bau von Werkzeugmaschinen über. 1945 wurde der Grundstein des heutigen Erfolgs mit der Markteinführung der Zahnflanken-Wälzschleifmaschine, eine Erfindung von Reishauer, gelegt. Heute ist Reishauer unbestrittener Weltmarktführer in Zahnflanken-Wälzschleifmaschinen und fertigt seit 1998 auch wieder die eigenen Werkzeuge für das Verzahnungsschleifen, das volle Potential der Wälzschleifmaschinen zu nutzen.

Geschichte der Reishauer

Reishauers Geschichtsschreibung beginnt mit Hans Jakob Däniker, Stadtzürcher und seines Zeichens  Zeug- und Zirkelschmied, der in 1788 den Grundstein des heutigen Unternehmens, der Reishauer AG, legte.

Hans Jakob Däniker begab sich nach  Abschluss seiner Berufslehre auf die vorgeschriebene Wanderschaft und fertigte nach seiner Rückkehr sein Meisterstück. Am 31. März 1788 wurde er in die Zürcher Zunft zum Goldenen Horn, der heutigen Zunft zur Schmiden, aufgenommen und gründet gleich darauf seine eigene Werkstätte an der Mühlegasse in Zürich. In 1824 übernahm sein Schwiegersohn, Gottfried Reishauer,  die Werkstätte, in der er zwölf Jahre zuvor als Zeugschmiedgeselle begann.

Im Januar von 1870 wurde das Unternehmen als „Werkzeugfabrik“ im Ragionenbuch eingetragen. Als Produkte wurde der „gesamte Bedarf an Gewindeschneidwerkzeuge“ angegeben.

Am 10. Juli 1882 wurde die „Aktiengesellschaft für Fabrikation Reishauer’scher Werkzeuge“ in Zürich, Aussersihl, gegründet. Das Fabrikationsprogramm „Gewindeschneidwerkzeuge“ wurde mit der Herstellung von „Gewindelehren“ erweitert.

Auf dem Markt vorhandene Gewindeschleifmaschinen genügten den eigenen Genauigkeitsansprüchen für die Reishauer-Gewindelehren nicht mehr. So begann man in 1924 mit der Konstruktion und im Jahr 1928 schliff die erste eigene Maschine, der RK Gewinde in der Reishauer-Produktionshalle.

Mit diesem bedeutsamen Schritt begann die erste Wandlung des Unternehmens  in Richtung Maschinenbau. Während sich die ersten Maschinen auf das Schleifen von Gewindelehren fokussierten, fehlte eine Maschine zum effizienten Schleifen der Reishauer-Gewindebohrer.  Eine solche wurde 1931 fertiggestellt und deren hohen Leistungen gestattete das Schleifen von Gewindebohrern aus dem Vollen. Die Maschinen stiessen auch ausserhalb des eigenen Werkes auf Interesse und entwickelten sich zu einem erfolgreichen Marktsegment. Da sich in den Krisenjahren nach 1929 der Werkzeugmarkt drastisch zurückentwickelte, konnte die Firma Reishauer fehlende Werkzeugaufträge mit Maschinenverkäufen kompensieren.

1945 wurde die erste Zahnflankenwälzschleifmaschine unter dem Namen ZA auf den Markt gebracht, die das „Reishauer-Verfahren“, wie es noch heute genannt wird, einführte. Am Grundprinzip hat sich auch bis heute nichts geändert.

Als interessantes Detail sei zu erwähnen, dass die Gewindeschleifmaschinen mit geschliffenen Zahnrädern ausgerüstet waren, die im Reishauerwerk nach einem eigenen Schleifverfahren gefertigt wurden. Wiederum war es die Unzufriedenheit mit dem Status Quo der Technologie, die die Reishauer-Ingenieure zur Entwicklung – sprich Erfindung – des kontinuierlichen Wälzschleifens trieb, denn man wollte eine genauere, schnellere und kostengünstigere Zahnradfertigung. Nach einer intensiven 15-jährigen Entwicklungszeit war die neue Maschine in 1945 einsatzbereit. Zahnräder wurden nun nicht mehr Zahnlücke für Zahnlücke im Einzelschritt sondern mit nur wenigen Hüllschnitten gefertigt. Die nun genauere und schnellere Herstellung von Zahnrädern mit dem Wälzschleifverfahren festigte den Ruf von Reishauer weltweit und eröffnete ein Kapitel der Unternehmensgeschichte, das noch heute die Zukunft der Hartfeinbearbeitung von Verzahnungen bestimmt.

Vorausschauendes Zitat aus der ZA Broschüre von 1945:

„In Zukunft werden auch dort Zahnräder geschliffen werden, wo dies bisher wünschenswert, der hohen Kosten wegen aber nicht möglich war“.

Die Grundlagen des kontinuierlichen Wälzschleifverfahrens blieben für die AZA zwar gleich, doch wurde der Bedienungsaufwand geringer und eine Fachperson konnte nunmehr mehrere Maschinen gleichzeitig bedienen.

Die Automatisierung brachte neben Kostensenkung und erhöhter Produktivität auch eine konstantere Präzision. Breitere Schleifscheiben verkürzten die Nebenzeiten und erlaubten das Schleifen von mehr Werkstücken zwischen zwei Abrichtzyklen. Das Verfahren beschränkte sich nicht mehr nur auf Zahnräder des Maschinenbaus und erschloss neue Marktsegmente; es wurde  auch wirtschaftlich für Zahnräder von Druckmaschinen, Lastkraftwagen, Traktoren und Pumpen. 

Die Synchronisierung, die zwischen Schleifschnecke und Werkstück (Zahnrad) nötig ist, um die gewünschte Geometrie zu erzeugen, konnte das erste Mal elektronisch statt mechanisch realisiert werden, bewies sich als grosser Technologiesprung.

Die elektronische Synchronisierung führte zu gesteigerter Präzision der geschliffenen Zahnräder. Es wurde damit möglich, auch den hohen Anforderung der Flugzeugindustrie gerecht zu werden. Ironischerweise verschwanden damit auch die präzisionsgeschliffenen Zahnräder, die bis anhin die die genaue Synchronisation des Maschinenantriebes bestimmten.

Die Erfindung und Umsetzung  des kontinuierlichen Shift-Schleifen war revolutionärer Schritt in der Evolution des Wälzschleifens. Bei diesem Verfahren kommen permanent unbenutzte und freischneidende Schleifkörner der Schleifschnecke zum Einsatz.

Das kontinuierliche Shift-Schleifen garantiert gleichbleibende Schleifkräfte und Profilgenauigkeit. Konstant freischneidende Schleifkörner erzeugen wenig Schleifdruck, erhöhen die Abtragsleistung und verringern gleichzeitig das Schleifbrandrisiko. Der Schleifprozess wird unabhängiger vom Bediener und führt zu gleichbleibend hoher Qualität der Werkstücke. 

Die neue Maschinenkonstruktion, gepaart mit paralleler Entwicklung von Schleif- und Abrichttechnologien, erreicht zum ersten Mal die kritische Ein-Minutengrenze beim Schleifen von typischen Automobilschalträdern.

Mit der RZ362A gelang Reishauer der Einstieg in die Automobilindustrie. Anders ausgedrückt: das kontinuierliche Wälzschleifen greift in die Domäne anderer Fertigungsverfahren wie das Schaben und das Honen ein. Die konstante Präzision von geschliffenen Zahnrädern, in Kombination mit tieferen Produktionskosten, bietet der Automobilindustrie von nun an eine interessante Alternative.

Mit der RZ362 führt Reishauer das Low Noise Shifting (LNS) ein. Das LNS-Verfahren reduziert ungewünschte Getriebegeräusche, was zu erhöhtem Fahrkomfort führt. Geschliffene Zahnräder können nun miteinander gepaart werden und die Getriebefertiger können sich auf ein Herstellungsverfahren konzentrieren.

Mit der eigenen Diamantproduktion setzt Reishauer den Grundstein des Circle of Competence, dem eigenen Leistungssystem.

Die Zahnradschleifmaschine steht mit ihren quantitativen und qualitativen Leistungswerten immer an oberster Stelle der von Reishauer entwickelten Wälzschleiftechnologie zur Serienfertigung hochpräziser Zahnräder. Um die hohe Ausbringung der Maschinen bei konstanter Qualität und tiefen Stückkosten sicherzustellen, wurde die technische Kompetenz mit der Produktion der eigenen Diamantabrichtwerkzeugen noch weiter ausgebaut.

Die RZ 400 zeichnet sich durch höchste Produktivität und auch Flexibilität aus; von der Klein- bis zur Grossserie. Ursprünglich für die Automobilbranche gedacht, fand sie ihren sicheren Platz im Bereich der Jobshops.

Die RZ 400 vereint mehrere Technologiesprünge. Zuoberst steht das von Reishauer entwickelte Wälzmodul mit Störgrössenunterdrückung und extrem hoher Antriebssteifigkeit. Hinzu kam die Windows Bedieneroberfläche mit einfacher Eingabe von Verzahnungsdaten und –modifikationen, wie zum Beispiel das topologische Schleifen.

Die Maschine verfügt über Sicherheitsüberwachung der Antriebsachsen zum Schutz von Bediener und Maschine. Es steht ein grosses Spektrum an Abrichteinheiten, -werkzeugen und -strategien zu Verfügung. Neu war auch die mitlaufende NC-gesteuerte Kühlmitteldüse. Zur Steigerung der Produktivität kam Schleifen mit 63 m/s Schnittgeschwindigkeit und mehrgängiges Abrichten und Schleifen hinzu.

Erfolgreiche Vorstösse in die Zahnradendbearbeitung der Automobilindustrie gelangen zwar schon mit der RZ362A. Der überzeugende Durchbruch blieb aber der RZ 150 überlassen, die mit der Zweispindel-Technologie neue Massstäbe in der Produktivität setzte.

Die RZ 150 konnte die zuvor noch kostengünstigeren aber ungenaueren Verfahren wie Schaben nicht nur in Bezug auf Genauigkeit, sondern auch mit tieferen Stückkosten ersetzen. Noch während des Schleifvorgangs eines Zahnrades wird auf der zweiten Werkzeugspindel das zuvor geschliffene Werkstück entladen, das nächste noch zu schleifende Zahnrad geladen und einzentriert. Dadurch wurden unproduktive Nebenzeiten weitgehend eliminiert. Diese Schleifmaschine wurde spezifisch für PKW-Getriebeteile konzipiert: Schalträder und -wellen, Massenausgleichsgetrieberäder, Transferverzahnungen in Automatikgetrieben, Planeten-, Sonnen- und Steuerräder.

Die RZ 1000 Schleifmaschine verbindet Universalität, Hochpräzision und Abtragsleistung und verfügt über alle gängigen Funktionen des Zahnradschleifens.

Ihr Schleifdurchmesserbereich von 0.5 bis 1000 mm und der Modulbereich von 0.5 bis 10 mm decken einen grossen Einsatzbereich des Verzahnungsschleifens ab. Diese Maschine verfügt über den noch heute stärksten auf dem Markt erhältlichen Werkstückspindelantrieb, der sich durch seine höchste Regelgenauigkeit auszeichnet und sich adaptiv auf die jeweilige Schleifaufgabe einstellt, was sich insbesondere bei häufigem Teilewechsel auszahlt. Optionen wie Profilschleifen (Zahnlücke für Zahnlücke), das Zeilenabrichten und das Messen auf der Maschine verdeutlichen das breite Einsatzfeld dieser Schleifmaschinen.

Im Zuge des Circle of Competence, dem Leistungssystems von Reishauer, war eine eigene Schleifscheibenproduktion eine logische Konsequenz.

In Pfaffnau, Innerschweiz, wurde deshalb in 2008 ein vollautomatisiertes Werk gebaut, das neue Massstäbe in der Schleifscheibenproduktion setzt. Die Vollautomatisierung war nicht primär zum Senken der Kosten gedacht, sondern in der Hauptsache, um Schleifschnecken in absoluter Konstanz zu fertigen, welche nur durch Weglassen der in dieser Industrie noch üblichen Handarbeiten garantiert werden konnte.

Diese Maschinen wurden für die Grossserien in der Automobilindustrie konzipiert, wobei die RZ260 auch die Getriebe der Lastkraftwagenindustrie abdeckt und auch in Jobshobs aufgrund ihrer Flexibilität ihre Anhänger findet.

Die Zweispindel-Technologie und das Grundkonzept wurden von der erfolgreichen RZ150 übernommen und entsprechend weiterentwickelt, so dass weitere Produktivitätssteigerungen die Folge waren. Diese Maschinenreihe hebt sich durch verschiedene Technologiesprünge von anderen Schleifmaschinen ab.

Zu diesen Sprüngen gehört u.a. das Hochgeschwindigkeits-Wälzschleifen 100 m/s, das Schleifen von nicht-evolventischen Verzahnungsprofilen, das Polierschleifen und das topologische Schleifen (verschränkungsorientiertes Schleifen). 

In 2010, wiederum im Zuge der Erweiterung des Leistungssystems, begann Reishauer mit der Entwicklung von Spannwerkzeugen und in 2012 kam es zur erfolgreichen Markteinführung.

Seitdem liefert Reishauer hydraulische Spannmittel, die sich durch eine hervorragende Wechselgenauigkeit von weniger als 0.003 mm, hohe Standzeiten und sehr kurze Spannzeiten auszeichnen.

Auch die eigene Automation zählt zu den wesentlichen Bestandteilen des Reishauer Leistungssystems. Automation und Maschine konnten effizient aufeinander abgestimmt werden, da sie aus dem gleichen Haus stammen und über die identische Steuerungsphilosophie und die gleichen Schnittstellenfunktionen verfügen.

Materialflüsse können unkompliziert synchronisiert und auf betriebliche Erfordernisse optimiert werden. Die Reishauer Automation hält mühelos Schritt mit der hohen Taktfrequenz, Produktivität und Verfügbarkeit der Reishauer Schleifmaschinen. 

Der hohe Produktionsausstoss der Reishauer Schleifmaschinen stellt entsprechende Anforderungen an die Taktzeit der Automation. Die eigenen Ladersysteme erfüllen diese Kriterien und bieten Zusatzfunktionen, die den Produktionsprozess u. a. mit Vor- und Nachprozessmessungen noch sicherer und beherrschbarer machen. Das Ladersystem völlig neue Freiheitsgrade und kommt sowohl mit Scheiben- als auch mit Wellenteilen, vom kleinen Planetenrad bis hin zum schweren Achsantriebsrad zurecht. Aufgrund der hohen Flexibilität kann der Anwender auf zukünftige Produktionsanforderungen schnell reagieren. Diese Automation ist unabhängig vom Werkstückzuführsystem konfigurierbar (u. a. mit Bandspeicher oder Stapelzelle). Die Modularbauweise ermöglicht Zusatzfunktionen wie Zweiflankenwälzprüfung, Entgraten mit rotierenden Bürsten, Ölausschleudern, Laserbeschriftung, Kugelmassmessung, SPC, etc.

Die hohe Benutzerfreundlichkeit ist durch die Eingabe von wenigen Parametern auf Knopfdruck über eine grafische Schnittstelle gegeben. Die Verfahrensverschränkung, die beim Wälzschleifen bei Schrägverzahnungen und Flankenballigkeit entsteht, wird automatisch korrigiert. Die Prozessdatenvorschläge werden automatisch bei der Abrichtdateneingabe generiert. Das System erlaubt auch das Verzahnungsschleifen mit gezielter Verschränkung, um zum Beispiel eine entsprechende Gegenverschränkung mit einer natürlichen Verschränkung bei einer Zahnradpaarung zu realisieren. Beliebige symmetrische Verschränkungen sind auf zwei Stirnebenen definierbar und Profil-Balligkeiten sind für die linke und rechte Flanke getrennt bestimmbar. Das einflankige topologische Abrichten kann mit folgenden Abrichtwerkzeugen realisiert werden: Einradiusformrolle und Präzisions-Doppelkegelscheiben Topo.

Wie auch beim topologischen Schleifen mit einflankigem Abrichten ist eine hohe Benutzerfreundlichkeit durch die Eingabe von wenigen Parametern auf Knopfdruck über eine grafische Schnittstelle gegeben. Beim Schleifen mit zweiflankigem Abrichten wird die Abrichtzeit gegenüber dem einflankigen Abrichten halbiert. Die Verfahrensverschränkung, die beim Wälzschleifen bei Schrägverzahnungen und Flankenballigkeit entsteht, wird automatisch korrigiert. Das System erlaubt auch das Schleifen von verschränkungsfreien oder gezielt verschränkten Zahnflanken. Die Prozessdatenvorschläge werden automatisch bei der Abrichtdateneingabe generiert. Beliebige symmetrische Verschränkungen sind auf zwei Stirnebenen definierbar und Profil-Balligkeiten sind für die linke und rechte Flanke getrennt bestimmbar. Das zweiflankige topologische Abrichten kann mit folgenden Abrichtwerkzeugen realisiert werden: Satzprofilrolle Topo und Profilrolle Topo.

Die Steuerungs- und Softwareplattform RSP ist heute das Herzstück der RZx60 4.0 Maschinen. Sie besteht aus der Steuerungssoftware RZControl und der Offline-Programmier-Software RZDesk, die sowohl die Programmerstellung direkt an der Schleifmaschine als auch an einem Desktop-Computer ermöglichen. Die Touchscreen-Bedienung bietet optimierte Anwenderunterstützung wie grafische Führung beim Einrichten, aktive Fehlerprävention durch Prozessvalidierung und einen umfassenden Diagnosebereich. Leicht verständliche visuelle Symbole führen den Benutzer durch den Einrichtprozess. Die erweiterte Steuerungsmathematik ermöglicht die Neu- und Weiterentwicklung der Reishauer-Schleiftechnologien. Das RSP System verfügt über einen integrierter Datenverwaltungsbereich der Werkstücke und auch der Betriebsmittel wie Schleifschnecken, Diamantabrichtwerkzeuge und Spannmittel, was die Fehleranfälligkeit vermindert und die Prozesseffizienz erhöht.

Das Prozessüberwachungssystem ARGUS macht den Schleifprozess transparent und analysierbar und entspricht Industrie 4.0 Anforderungen. ARGUS überwacht die Abricht- und Schleifintensität mittels intelligenter Echtzeit-Datenverarbeitung und erprobten Algorithmen. Die Abricht- und Schleifprozessdaten eines jeden einzelnen Zahnrades werden aufgezeichnet, in einer Datenbank abgelegt und bleiben 100 % rückverfolgbar. Mithilfe der ebenfalls gespeicherten Prozess- und Toolingdaten, sowie auch der Werkstückidentifikation (Dot Matrix Code oder kurz DMC) ergeben sich umfassende Analysemöglichkeiten. Dank der Prozessinteraktion werden, unter Berücksichtigung eingestellter Bewertungsgrenzen, grenzüber- oder unterschreitende Werkstücke automatisch ausgeschleust. Nach einer wiederholten Ausschleusung von Teilen erkennt die Anlage einen systematischen Fehler, stoppt den Betrieb und gibt dem Anwender einer Fehlermeldung aus. Das ARGUS System erlaubt die Nachverfolgbarkeit (Traceability) eines jeden geschliffenen Werkstückes und erfüllt maschinen-externe Speichermöglichkeiten und gewährt Einblick in die Maschinenkapazität und die Schlüsselkennzahlen (KPIs). Zudem bietet ARGUS die Überwachung der Maschinenkomponenten an und ermöglicht Kontrolle über die Wartungsintervalle.

Diese Maschinen sind spezifisch für Industrie 4.0 Anwendungen ausgelegt. Die RZx60 4.0 Reihe verfügt weiterhin über die Doppelspindeltechnologie der Vorgängermaschinen, die sich auf dem Markt vielfach bewährt haben. Modernste Steuerungstechnik, Prozessüberwachung und umfassende Schnittstellen, wie zum Beispiel OPC-UA und GDE, haben die Maschinen Industrie 4.0 fähig gemacht. Die Software-Plattform RSP der RZ x60 erhöht die Bedienerfreundlichkeit und bietet optimierte Anwenderunterstützung wie grafische Führung beim Einrichten und aktive Fehlerprävention durch Prozessvalidierung und einen übersichtlichen Diagnosebereich. Erweiterte Steuerungsmathematik ermöglicht die Neu- und Weiterentwicklung der Reishauer-Schleiftechnologien. Ergänzend eröffnet das Argus Prozessüberwachungssystem neue Dimensionen der Prozess- und Komponentenüberwachung.

Diese Wälzschleifmaschine entspricht in allen technischen Features der RZx60 4.0 Reihen. Das Maschinenbettkonzept, die bewährte Doppelspindeltechnologie und die RSP Steuerung der RZx60 4.0 wurde beibehalten. Sie unterscheidet sich von der RZx60 4.0 Serien durch den neuentwickelten Schleifkopf, der für kleinere Schleifschneckendurchmesser als die Standardgrössen ausgelegt wurde, da geringere Schneckendurchmesser das Feinbearbeiten von Zahnrädern mit Störkonturen erlauben. Ihr Einsatzgebiet ist u. a. für das Schleifen von Verzahnungen für Elektroantriebe gedacht, wobei diese Maschine auch Anforderungen anderer Anwendungsbereiche gerecht wird.