Welt der Fertigung
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Blechverarbeitung mit Esprit

Blechbaugruppen mit Elastomeren und Duroplasten

Die Winkelmann-Gruppe ist ein Hidden Champion mit zahlreichen Aktivitäten in der Blechbearbeitung, deren rotationssymmetrische und wasseraufbereitende Produktlösungen beispielsweise ein sehr hohes Qualitätsversprechen eingehen. Um die Performance der Blechprodukte zu verbessern, kommen Duroplaste und Elastomere zum Einsatz. Wir sprachen mit Besim Jakob, Prokurist und Leiter des Strategischen Einkaufs der Winkelmann–Gruppe über Wandel, Innovationen und Herausforderungen eines global aufgestellten Mittelständlers.


Die auf jedes Fahrzeug spezifisch ausgelegten Schwingungsdämpfer bietet Winkelmann in unterschiedlichen Leistungsklassen an. In einem Lastenheft werden die konkreten Anforderungen festgehalten: Dominieren hohe oder tiefe Frequenzen? Oder hat man es mit multiplen Frequenzen zu tun, die bekämpft werden sollen? Welche Energien muss der Schwingungsdämpfer aufnehmen? Welche Kräfte treten radial oder axial auf? Erst, wenn diese Fragen akribisch abgeklärt sind, geht es in die Entwicklungsphase mit anschließendem Prototypenbau für die Testphase.

Die Effekte werden dann genau analysiert und die Konstruktion ggf. angepasst, bis der Schwingungsdämpfer exakt das kann, was er können sollte. Diese Entwicklung wird von Fachleuten aus den unterschiedlichsten Disziplinen gesteuert und kann bis zu 2 Jahre Projektzeit in Anspruch nehmen. Da liegt es auf der Hand, dass jedes Plus an Komfort und Performance auch seinen Preis hat. Hochwertige Riemenantriebe bestehen nicht nur aus Blech, sondern Duroplaste und Elastomere sorgen für noch mehr Leistung.

Die Volumen einer kundenspezifischen Konstruktion bewegen sich zwischen 2.000 und 3 Mio. Stück für Baufahrzeuge, Nutzfahrzeuge und PKW. Die zum Einsatz kommenden Metallbearbeitungsverfahren sind vielfältig: Stanzen, Tiefziehen, Bohren und Drehen, Druckwalzen, Tieflochbohrungen, Laser- und Elektronenstahlschweißen, sowie Profiliertechniken. Hinzu kommen duroplastische und elastomere Fertigungen mit hohem Automatisierungsgrad, was eine enorme Fertigungstiefe ergibt und vielfältiges Prozess-Know-how erfordert.

Zwei Ansätze zur Elastomer-Produktion von Riemenscheiben

In der Elastomer-Fertigung kommen vertikale und horizontale Maschinen von Maplan zum Einsatz. Zwei unterschiedliche Ansätze wendet Winkelmann an: Vollautomatisch werden hoch präzise EPDM-Ringe auf horizontalen MHF 2600/460 mit Vielkavitätenwerkzeugen vom Peta Formenbau vulkanisiert. Für den Rundlauf werden exakte Wandstärken zwingend benötigt. Diese Wandstärken werden inline automatisiert und offline in Rückstellmustern ständig kontrolliert.

Das Material EPDM verbindet ein ausgezeichnetes Leistungsspektrum zu einem vertretbaren Preis. Winkelmann setzt zudem auf eine hohe Ausbringungsmenge. Als Clou werden die Ringe mit doppelter Breite vulkanisiert und dann inline radial aufgeschnitten, sodass zwei Ringe auf die Produktwagen in den Temperofen zur Nachbehandlung wandern. Diese Schneidanlage stammt von KAMtec. Darüber hinaus werden Gummi-Metall-Verbundteile für entkoppelte Riemenscheiben als gehaftete Schwingungsdämpfer produziert.

Die Produktion erfolgt auf vertikalen Maschinen MTF 2600/280 von Maplan mit „Fast Double Shuttle“-Technik und Werkzeugtechnik vom Peta Formenbau. Um diese hybriden Bauteile aus Blech und Elastomer herzustellen, werden mit Haftvermittler beschichtete Blechteile ins Werkzeug eingelegt und anschließend mit Elastomer umspritzt. Vulkanisiert gehaftete Schwingungsdämpfer ermöglichen eine freie Geometrie des Elastomers und sind für hohe und frequenzkomplexe Schwingungsbelastungen geeignet.

Universelle Automation als Fabrikmodul

Bemerkenswert ist die automatisierte Endmontage von entkoppelten Riemenscheiben bei Winkelmann. Die Teile einer Baugruppe münden in einem Fabrikmodul zur automatisierten Montage von Schwingungsdämpfern, die universell für viele unterschiedliche Baugruppen von Schwingungsdämpfern, Montage und Prüfung mit der Zielsetzung einer Null-Fehler-Produktion verbinden. Aufbau und Systemkomponenten dieser Automation wurden von Winkelmann auf diese anspruchsvolle Aufgabe hin spezifisch konfiguriert.

Technologiebeispiel: Entkoppelte Riemenscheibe für Automotive

Um den technologischen Aufwand der Ahlener zu verstehen, sollte man zunächst einen Blick auf die durchdachten Produkte werfen. Zu den Highlights von Winkelmann gehören schwingungsdämpfende, rotationssymmetrische Riemenscheiben, die am Antriebsstrang oder Motor eines Automobils zum Einsatz kommen. Riemenscheiben nennen dies die Winkelmänner, aber die genaue Bezeichnung lautet: Drehschwingungsdämpfer mit integrierter, entkoppelter Riemenscheibe.

Funktional nehmen diese Baugruppen Energie auf (Wegabsorbierung = Entkoppelung) und wirken als Torsionsschwingungsdämpfer, abgestimmt auf bestimmte Frequenzen, die eliminiert werden sollen. Aufgabe einer Riemenscheibe ist es, die Eigenschwingung der Kurbelwelle im Resonanzfall zu dämpfen. Riemenscheiben sollen Resonanzen (Brummen) dämpfen, Flattern verhindern - und vor allem Kraftstoff einsparen. Im Grunde sind Riemenscheiben funktionale Akustiksysteme.

Interview


Fragen an Besim Jakob, Prokurist und Leiter des Strategischen Einkaufs der Winkelmann-Gruppe

Redaktion:
Das Fertigungs-Know-how in der Blechumformung von Winkelmann scheint gewaltig. Hinzu kommt ein sehr hoher F&E-Aufwand. Wie honoriert dies der Markt und wie sieht Ihr Wettbewerbsumfeld aus?

Besim Jakob: Unsere Produkte, allen voran in den Bereichen Automotive, sowie Heizung und Wasser sind hochwertige Funktionsbaugruppen, die einerseits in langen Lebenszyklen qualitativ bestehen müssen und andererseits in sehr enger Zusammenarbeit für unsere Kunden spezifisch so entwickelt werden, dass sie die gewünschte Leistung erreichen. Beide Aspekte haben dann ihren Preis. Zusammen mit unserer extrem hohen Fertigungstiefe und dem Prozessniveau können wir daher im mittleren und oberen Qualitätssegment punkten. Im oberen Qualitätssegment gelten wir sogar als weltweit führend. Als Technologieführer müssen wir gewisse Spielregeln beachten….

Redaktion: Welche Spielregeln sind das?

Besim Jakob: Eine sehr komplexe Frage. Ich will versuchen, dies mit ein paar Aspekten zu illustrieren: Als mittelständisches, inhabergeführtes Unternehmen geben wir ein hohes Qualitätsversprechen. Gleichzeitig handeln wir unternehmerisch konservativ und schätzen unsere Mitarbeiter und ihr Können. Auf dieser Basis suchen wir Entwicklungspartnerschaften, die möglichst früh im Entwicklungsprozess ansetzen. Je früher wir eingeschaltet sind, desto besser können wir auf die Konstruktion und eine sich ergebende Umsetzung in der eigenen Fertigung Einfluss nehmen. Nur eine perfekt funktionierende Konstruktion, die auch in der Fertigung überzeugen kann, bietet eine vorteilige Lösung für uns und unseren Kunden. Je nachdem, wo der Kunde ansässig ist, begleiten wir ihn mit unseren weltweiten Standorten. Für den Kunden bedeutet ein leistungsfähiger Systemlieferant bares Geld: Die Produkt-Lösung findet sich schneller, sie ist leistungsfähiger und auch der Prozess in der Fertigung bietet eine optimale Lösung zu marktfähigen Stückkosten. Nicht zuletzt ist unsere langjährige Erfahrung ein geldwertes Argument für so manchen Kunden. Im Bereich Heizung und Wasser erhöht sich die Kundenbindung noch durch die Ferndiagnose. Wenn wir der Haustechnik beim Kunden unseres Kunden sagen können, was die Anlage jetzt an Prävention oder Wartung benötigt, ist das auch sehr angenehm für einen Anwender, denn es spart Zeit und Geld.

Redaktion:
Was ist wichtiger für Sie – Entwicklungskompetenz oder Fertigungskompetenz?

Besim Jakob: Ein klares Sowohl-als-auch. Beides. Die Entwicklungskompetenz ist vordergründig sehr relevant. Hintergründig ist allerdings die hauseigene Fertigungskompetenz, die uns im Markt eine besondere Stellung bietet. Wenn wir das Produktionsrisiko besser beherrschen als andere Anbieter, so ergeben sich hochwertige Lösungen zu einem fairen Preis und aus einer Hand. Echte industrielle Partnerschaften spielen sich auf diesem Niveau ab, wenn es um sehr komplexe technische Lösungen geht.

Redaktion: Fürchten Sie sich um die nacheifernde Konkurrenz? Zum Beispiel aus China?

Besim Jakob: Konkurrenz ist wichtig und „Unsere Kunden sind unser Antrieb“. Positiv ausgedrückt: Der Technologieführer lernt daraus, stets einen Tick besser zu sein. Schon seit Jahren engagieren wir uns, unseren Systempartnern rund um den Globus folgend, mit unseren Standorten in wichtigen Weltregionen. Dabei geht es immer um Premium-Produkte, die wir als Technologieführer offerieren. China ist auch darunter. Im Jahre 2014 haben wir dort die Gesellschaftsanteile unserer Joint-Venture-Partner übernommen und sind seitdem eigenständig mit drei Unternehmen in China. Das versetzt uns in die Lage, dort unternehmerisch zu handeln. Das immer höhere Niveau von chinesischen Industrieprodukten ist für uns von Vorteil. China wandelt sich von der industriellen Werkbank hin zu Entwicklungspartnerschaften. Genau der Punkt, den wir anstreben. Wenn ein chinesischer Anbieter in den Export drängt, dann gelten die technologischen und qualitativen Ansprüche für ihn genauso, wie in Europa oder Amerika. Im Prinzip hat dann die Lösung von Winkelmann einen klaren Wettbewerbsvorteil.

Redaktion: In Ihrer Eigenschaft als strategischer Einkäufer ist wahrscheinlich auch der Einkauf eine wichtige Größe für den Erfolg der Unternehmen Ihrer Gruppe?

Besim Jakob: Der klassische Spruch eines Einkäufers lautet: „Im Einkauf wird das Geld verdient“. Aufgrund unseres Einkaufsvolumens an Blechen können wir auch im Blechhandel als Dienstleister für kleinere Unternehmen profitabel auftreten. Allerdings sind unsere industriellen Produkte so anspruchsvoll, dass die Suche nach dem niedrigsten Preis Grenzen hat. Für das, was wir im Produkt leistungstechnisch umsetzen, bedarf es zunächst einer technisch angemessenen Lösung für die Betriebsmittel zum fairen Preis. Auch ein leistungsfähiger Lieferant braucht Spielräume für seinen F&E-Aufwand. Lieferanten, die diese Wirkungskette begreifen und ausfüllen sind am Verhandlungstisch des Einkaufs diejenigen, die das Rennen machen. Wenn der Preis passt …

Redaktion: Bei hochwertigen Schwingungsdämpfern setzen sie auf hybride Teile in der Kombination mit Duroplasten oder Elastomeren? Ist das ein Trend?

Besim Jakob: Beide Werkstoffklassen sollen die Möglichkeiten des Blechs aufwerten. Eine generelle Substitution würde ich nicht erkennen. In Bezug auf Funktionssteigerung, Leichtbau oder Medienbeständigkeit und Prozessfähigkeit werden Duroplaste oder Elastomere zukünftig eine wichtige Rolle spielen. Elastomere sind für uns bei Membran- oder Automotive-Anwendungen „Funktions-Herzstücke“ und somit sehr interessant für dichtende oder dämpfende Funktionen. Duroplaste bieten hohe Abriebfestigkeiten. Beide Materialien bewähren sich bei höheren Temperaturen. Die Materialkompetenz gehört zum A und O unserer Entwicklungstätigkeit.

Redaktion: Für entkoppelte Riemenscheiben setzen Sie auf gehaftete, vulkanisierte Riemenscheiben. Welche Effekte ergeben sich aus dieser Strategie?

Besim Jakob: Da hilft ein Blick ins Detail. Die Produktion von Elastomeren ist uns ja nicht neu. Unsere Prozesslösung auf Horizontalmaschinen mit Vielkavitätenwerkzeugen und Nadelverschluss-Kaltkanaltechnik ist qualitativ und quantitativ gesehen hoch wirtschaftlich, aber technisch ausgereizt. Warum also nicht den nächsten technologischen Schritt einleiten? Unsere Entwicklungs- und Verfahrensingenieure beschäftigen sich mit hybriden Baugruppen, bei der die Elastomerkomponente in Einlegetechnik in einem Ein-Stufen-Prozess produziert werden können. Die Effekte wären großartig: Niedrigere Stückkosten, hohe Ausbringungsmenge, Geometriefreiheit der Riemenscheibe und – nicht zu vergessen, weniger Montageschritte in der anschließenden Automation. Hier liegt bei den Stückkosten ein gewisser Charme und auch in der Funktion einer Riemenscheibe. Unser Stolperstein war die Anbieterseite. Wer kann so etwas? Für den elastomer-hybriden Ansatz mussten wir uns erst einmal auf der Anbieterseite sehr genau umschauen. Die ergab, dass der Peta Formenbau , aus Soden-Saalmünster eine derartige Werkzeugtechnik prozesssicher umsetzen kann.

Redaktion: Welche Maschinenlösung passte dann zur Werkzeuglösung?

Besim Jakob: Es gab eine ausgedehnte Recherche und einen Prinzip-Vergleich des relevanten Wettbewerbsumfeldes. Da tauchen dann immer drei bekannte Namen auf, wie Sie wissen. Zu Beginn konnten wir keine adäquate Umsetzung auf der Maschinenbauseite identifizieren.

Redaktion: Die aber dann doch gefunden wurde …. ?

Besim Jakob: Hier waren horizontale Maschinen erforderlich. Wir hatten langjährige Beziehungen zum Peta Formenbau und auch zu allen Maschinenbauern und dann kamen harte und weiche Faktoren ins Spiel.

Redaktion: Welche harten oder weichen Faktoren waren das?

Besim Jakob: Es halfen uns die langjährigen Beziehungen zu Maplan. Maplan ermöglichte uns - ohne Vorleistungen - die notwendigen Versuchsreihen im Technikum in Ternitz durchzuführen. Maplan war bereit, die prozess- und werkzeugtechnischen Voraussetzungen unter einen Hut zu bringen. Man stellte uns Maschinen mit vergrößerten Werkzeugaufspannflächen für die Versuche mit der Peta-Werkzeugtechnik zur Verfügung. Maplan hat sich in besonderer Weise bemüht, unsere Anforderungen zu verstehen und nach Lösungen zu suchen. Als Einkäufer sollte man diese weichen Faktoren nicht unterschätzen. Die intensive Zusammenarbeit von Produzent, Compoundlieferant, Werkzeugbauer und Maschinenbauer führte das Projektteam zum Ziel. Zum Schluss bleibt doch entscheidend. Welche Expertise hat der Lieferant? Wie setzt er das um? Kann er im Team überzeugen? Welche Preisstellung ergibt sich? Überzeugen alle Aspekte, dann ist er der Lieferant der Wahl. Wir suchen stets überzeugende und prozesssichere Technologie zum fairen Preis.

Redaktion: Wir danken für das Gespräch.

 

Mehr Informationen:

Kontakt  Herstellerinfo 
MAPLAN GmbH
Schoellergasse 9
A-2630 Ternitz
Tel.: ++43/2630/357 06-0
E-Mail: office@maplan.at
www.maplan.at
 

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