In den Siebzigerjahren hat sich das Unternehmen auf die Fertigung von Rändelwerkzeuge spezialisiert. Die damals weit verbreiteten seitlichen Rändelwerkzeuge entsprachen nicht den Qualitätsanforderungen der Böni AG und die Rändelergebnisse konnten ebenfalls nicht überzeugen.
Durch Weiterentwicklungen der Rändelwerkzeuge entstand die tangentiale Arbeitsweise der Rändelwerkzeuge. Das Rändelrad wurde auf Werkstückmitte, 180° gegenüberliegend angeordnet. Somit entfällt der seitliche Arbeitsdruck fast gänzlich. Dünne und lange Teile können somit zuverlässig gerändelt werden. Der gesamte Arbeitsdruck beim Rändeln wird durch die tangential angeordneten Schieber aufgenommen. Kein schädlicher Seitendruck wirkt weder auf das Werkstück, noch die Drehspindel und die Kugelumlaufspindel der Drehmaschine.
Heute besteht die oberste Priorität, dass teure Investitionsgüter wie Drehmaschinen schonend und bestmöglich genutzt werden. Somit muss durch ein optimales Zusammenspiel von Maschine und Werkzeug das beste Resultat erzielt werden. Die Weiterentwicklung der Rändelwerkzeuge in der tangentialen Bauweise erfüllt genau die Anforderungen an moderne und zuverlässige Präzisionswerkzeuge und erzielt somit den besten Kosten-Nutzen-Faktor.
Auf dem Markt sind zwei Systeme erhältlich. Einerseits ist es die seitliche Arbeitsweise, bei der ein oder zwei Rändelräder seitwärts in das Werkstück eingedrückt werden, oder die tangentiale Arbeitsweise, bei der zwei oder drei Rändelräder in das Material eingedrückt werden.
Nachteile der seitlichen Arbeitsweise von Rändeldrück- und Rändelfräswerkzeugen:
Die Arbeitsweise von seitlichen Rändeldrück- oder Rändelfräswerkzeugen ist alles andere als maschinen- und werkstückschonend und hat einige markante Nachteile:
- Erhöhte Handlingkosten durch komplizierte und unzuverlässige Einstellungen.
- Grosse, seitliche und lang anhaltende Arbeitsdrücke belasten die Maschinen- und Kugelumlaufspindel, sowie das Werkstück. Reparaturen von verschlissenen Spindellagern oder Spindeln kosten schnell mehrere 10.000 €.
- Durch den seitlichen Druck des Werkzeuges auf das Werkstück kann sich das Werkstück wegbiegen, was zu einem minderwertigen, ungleichmässigen Rändel führen kann.
- Durch das Wegfedern des Werkstückes beim seitlichen Drücken wird das Rändel nicht zylindrisch.
Alle diese Nachteile lassen sich durch die Auswahl der tangentialen Rändelwerkzeuge verhindern. Man muss aber bei der tangentialen Arbeitsweise zwischen den Werkzeugen mit 2 und 3 Rändelräder unterscheiden. Mit einem tangentialen Rändelwerkzeug mit 3 Rändelräder besteht nur die Möglichkeit, ein Rändel in Z-Achs-Richtung herzustellen. Das Werkzeug muss nach der Rändelanwendung in der gleichen Stellung zurückfahren und benötigt somit praktisch die doppelte Arbeitszeit. Oder das Werkzeug benutzt eine spezielle Ausstattung, wo nach dem Rändeln die Rändelräder frei stehen, damit das Werkzeug im Eilgang zurückfahren kann. Dazu benötigt man an der Drehmaschine eine spezielle Vorrichtung oder einen speziellen Anschluss, um die Rändelräder des Werkzeuges wieder in Startposition zu bringen.
Mit zwei Rändelräder und einem tangentialen Werkzeug kann in Z-Achs- sowie in X-Achs-Richtung gerändelt werden. Die doppelte Rändelzeit entfällt.
Mit dem modularen Standard-Rändelsystem der Böni AG kann man immer die optimale Werkzeugkombination zusammenstellen. Dabei kann durch die Wahl der geeigneten Rändelräder ein Rändel geformt (kaltgewalzt) oder geschnitten (gefräst) werden. Bei besonderen Anforderungen stehen Ihnen unsere Techniker zur Verfügung, um Werkzeuglösungen gezielt für Ihre Bedürfnisse zu entwickeln.
Das Rändeln ist eine Bearbeitung, bei der grosse Kräfte entstehen, egal ob Walzen oder Schneiden. Durch diese hohen Kräfte entsteht ein grosser Seitendruck, der auf das Werkstück und die Maschine wirkt. Da es sich bei den Werkzeugmaschinen um teure Investitionsgüter handelt, möchten wir die Bearbeitung so maschinenschonend wie nur möglich machen.
Darum setzen wir fast ausschliesslich auf das Rändeln im tangentialen Verfahren. Bei diesem Verfahren bearbeiten zwei Rändelräder das Werkstück 180° tangential auf Drehmitte, siehe Bild 1.
Durch diese Anordnung der Rändelräder wirkt kein Seitendruck auf das Werkstück und die Maschine. Die entstehenden Kräfte werden vom Rändelwerkzeug aufgenommen. Ein weiterer enormer Vorteil dieser Bearbeitung entsteht beim Rändeln von dünnen oder langen Bauteilen. Durch die tangentiale Bearbeitung steht das Werkstück immer zwischen den Rändelrädern und wird nicht weggedrückt. Somit erhalten wir keine Durchmesserabweichung beim Rändel.
Zum Vergleich Bearbeitung mit einem Rändelrad:
Beim seitwärts rändeln mit einem Rändelrad biegt sich das Werkstück durch den Druck weg, der das Rändelrad auf das Werkstück ausübt, siehe Bild 2. Die Bearbeitung mit zwei Rändelräder statt einem Rändelrad ist also immer von Vorteil.
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Das Rändelformen ist eine spanlose Bearbeitung und kann bei allen kaltumformbaren Materialen angewendet werden. Durch den Druck, den das Rändelrad auf das Werkstück-Material ausübt, fliesst das Material zum Rändelrad und bildet die Spitze im Material. Gewalzte Rändel haben eine erhöhte Festigkeit und eine verringerte Bruchdehnung. Durch das Umformen wird der Aussendurchmesser des Werkstückes grösser als der Vordrehdurchmesser.
Das Rändel schneiden ist eine spanabhebende Bearbeitung und wird bei allen schwer umformbaren Materialien angewendet, wie Kunststoff, Messing nicht bleilegiert, Guss, vergütetes Aluminium und Chromstahl ab 16% Chrom. Die Rändelräder müssen schräg zur Drehachse gestellt werden, damit das Rändelrad eine schneidende Bearbeitung ausführen kann.