Welt der Fertigung
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Mit flexibler Fertigung zu höherer Produktivität

HEC 630 überzeugt in der Schwerzerspanung

Pumpen- und Kompressoren-Hersteller CVS investierte in ein flexibles Fertigungssystem mit zwei horizontalen Bearbeitungszentren HEC 630 Athletic von Heckert und einem Schuler Palettensystem. Der Erfolg zeigt sich in deutlich reduzierten Rüst- und Bearbeitungszeiten bei der Zerspanung von Gussbauteilen in kleiner Losgröße. Zudem weisen die Bauteile eine verbesserte Qualität auf.

Die CVS Engineering GmbH entwickelt, produziert und vertreibt Vakuumpumpen für Saugfahrzeuge, wie sie beispielsweise zur Kanalreinigung eingesetzt werden. Zum Produktprogramm gehören außerdem Kompressoren für Silofahrzeuge, mit denen sich Medien wie Kunststoffgranulate oder Baustoffe ausleiten lassen. Auch Kompressoren für Tankfahrzeuge sowie Druckluftsysteme für Straßenbahnen, S-Bahnen und Nahverkehrszüge zählen zu den Geschäftsfeldern des Unternehmens im badischen Rheinfelden.

Seit dem Gründungsjahr 2006, als CVS mit 30 Mitarbeitern an den Start ging, hat sich das Unternehmen sehr erfolgreich entwickelt, wie Prokurist und Produktionsleiter Uwe Schröter berichtet: „Wir sind heute 57 Mitarbeiter und erwirtschaften einen Jahresumsatz von rund 14 Mio. Euro. Den Erfolg verdanken wir in erster Linie unseren Mitarbeitern, die schon bei der Firmengründung langjährige Erfahrung in der Kompressoren- und Vakuumpumpen-Welt einbringen konnten.“

So eroberte sich CVS innerhalb weniger Jahre rund 70 Prozent des deutschen Vakuumpumpen-Marktes für Saugfahrzeuge und ist damit klarer Marktführer. Als Lieferant trockenlaufender Schraubenkompressoren für Silofahrzeuge liegt das Unternehmen in Deutschland mittlerweile auf dem zweiten Platz. Auch international sind die Rheinfeldener Pumpen- und Kompressorenbauer stark vertreten.

Der Start war trotz all der erfahrenen Mitarbeiter nicht leicht. Das zur Verfügung stehende Kapital musste optimal eingesetzt werden. Für die Fertigung bedeutete das, zunächst auf bewährte Maschinen in gebrauchter Ausführung zurückzugreifen. Produktionsleiter Schröter erklärt: „Die Hauptkomponenten der Pumpen und Kompressoren fertigen wir selbst. Dazu benötigen wir leistungsstarke Bearbeitungszentren, aber auch Maschinen zur Bearbeitung von Kleinteilen und für Sonderbearbeitungen, etwa fürs Honen. Mit unserem Maschinenpark ist es uns gelungen, eine hohe Qualität zu erzeugen und dabei auch auf besondere Kundenwünsche eingehen zu können.“ Das erfordert hohe Flexibilität, insbesondere wenn man die Lieferzeiten betrachtet. Laut Uwe Schröter liegt der von den Kunden gewünschte Bestellhorizont bei den Saugfahrzeugen zwischen einem Tag und vier Wochen. Bei Silofahrzeugen beträgt die Spanne nur maximal zwei Wochen, dann sollten die bestellten – meist fünf bis zehn – Kompressoren komplett zur Auslieferung bereit stehen.

Flexibles Fertigungssystem für höhere Produktivität

In den letzten Jahren haben sich die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen verschärft. Auch neue Produktentwicklungen erforderten bei CVS eine modernisierte Fertigung, die noch schneller und flexibler agieren kann. Ein Mitarbeiterteam um Andreas Marterer, der in erster Linie zuständig für die Arbeitsvorbereitung ist, übernahm Anfang 2011 die Aufgabe, den kompletten Fertigungs- und Montageprozess zu überdenken und nach modernen Kriterien neu zu planen – inklusive der Investition in innovative Maschinen und Automatisierungsequipment.

Kernelement der neuen Flexiblen Fertigung sollten zwei über ein lineares Palettensystem verbundene Bearbeitungszentren sein. Auf der EMO 2011 besuchten die CVS-Verantwortlichen mehrere Werkzeugmaschinenhersteller und informierten sich detailliert über relevante Zerspanungsmöglichkeiten. Produktionsleiter Schröter war vom Ergebnis überrascht: „Die meisten Hersteller, insbesondere die Anbieter aus Fernost, hatten sich damals auf schnelle, leichte Zerspanung konzentriert, wie sie vor allem in der Automobilindustrie benötigt wird. Für ein mittelständisches Unternehmen wie uns, das Schwerzerspanung in kleinen Losen betreibt, war das Angebot eher gering, so dass wir nur zwei Anbieter in die engere Auswahl nahmen.“

Andreas Marterer konkretisiert die erforderlichen Bearbeitungsaufgaben: „Wir zerspanen Verdichter-, Ventil- und Getriebegehäuse, dazugehörende Deckel sowie Flansche, Ölbehälter und ähnliches – meist in Losgrößen unter 30 Stück. Zu 75 Prozent sind die Teile aus Grauguss, zu 20 Prozent aus Aluminium. Den Rest bestreiten andere Werkstoffe.“ Vor allem für die Gusszerspanung müssen die Bearbeitungszentren eine hohe Leistungsfähigkeit aufbieten. „Eine zentrale Bearbeitung in unserem Haus ist das Ausspindeln der Pumpengehäuse. Diese Art der Zerspanung nutzen wir für alle Lagerungen und Gehäusebohrungen, beginnend bei 30 mm bis hin zu 520 mm Durchmesser. Dafür benötigen wir eine starke Spindel, die mindestens ein Drehmoment von 900 Nm zur Verfügung stellen muss.“ Eine weitere entscheidende Forderung war ein Werkzeugmagazin mit mehr als 200 Plätzen und ein Wechsler, der auch mit großen Werkzeugen zurechtkommt, die bis zu 30 kg wiegen und über 450 mm lang sein können.

Steifer Maschinenaufbau

CVS entschied sich zur Investition in zwei baugleiche horizontale Bearbeitungszentren HEC 630 Athletic der zur Starrag Group gehörenden Heckert GmbH, Chemnitz. „Die 630er Palettengröße entspricht unseren Vorgängermaschinen. Das ist zwar etwas knapp bemessen, aber die Platzverhältnisse in der Produktionshalle lassen keine größeren Maschinen zu.“ Umso entscheidender war der komfortable Arbeitsraum der Heckert HEC 630 Athletic, der einen Werkstück-Störkreisdurchmesser von 1550 mm erlaubt; die maximale Werkstückhöhe liegt bei 1250 mm. „Selbst für unsere großvolumigen Teile haben wir hier genügend Platz zum Freifahren und Tischdrehen. Es bleibt sogar noch etwas Spielraum für größere Produkte, was dem allgemeinen Trend bei Pumpen entgegen kommt“, erwähnt Uwe Schröter.

Auch das Gussbett und der thermosymmetrische Maschinenaufbau mit seiner hohen Steifigkeit brachten dem horizontalen Heckert-BAZ Pluspunkte ein. Diese Faktoren sind eine Grundvoraussetzung für progressive Zerspanleistungen und hohe Präzision. Profilschienenführungen in allen Linearachsen, vorgespannte Führungswagen und Kugelgewindetriebe mit Gegenlagerung sorgen dafür, dass die Genauigkeit über lange Zeit erhalten bleibt. Zum sicheren und schnellen Abtransport selbst großer Spanmengen – und der damit verbundenen Wärme – tragen die steilen Arbeitsraumverkleidungen sowie der mittig angeordnete, breite Späneförderer bei.

Baukastensystem ermöglicht optimale Maschinenkonfiguration

Da die HEC-Zentren modular aufgebaut sind, konnte CVS eine optimale Lösung bezüglich Arbeitsspindel und Werkzeugmagazin wählen. „Wir haben uns für die leistungsstarke 78 kW-Getriebespindel entschieden, erklärt Andreas Marterer. „Sie stellt bis zu 1500 Nm Drehmoment bei 25% ED bereit und deckt einen Drehzahlbereich von 20 bis 7500 U/min ab. Dadurch haben wir auch hier einen Puffer hin zu noch leistungsintensiveren Bearbeitungen.“

Ein wichtiger Punkt im Pflichtenheft betraf die Werkzeuge und deren Handling: Um hohe Flexibilität zu erreichen und Rüstaufwand einzusparen, sollten nach Möglichkeit alle benötigten Werkzeuge im Magazin Platz finden, auch die besonders großen und schweren. CVS entschied sich daher für ein Turmmagazin mit insgesamt 240 Plätzen. Es kann selbst Werkzeuge bis 800 mm Länge, bis 340 mm Durchmesser (Brückenwerkzeuge bis 520 mm) und 50 kg Einzelgewicht aufnehmen. Auch für den Werkzeugwechsler stellen diese kein Problem dar.

Das Magazin lässt sich bedienerfreundlich während der Maschinenlaufzeit umrüsten und ist durch die schlanke, hohe Bauweise besonders platzsparend. „Während die alternativ zur Wahl gestandene Werkzeugmaschine eines anderen Anbieters einige Sonderumbauten hinsichtlich des Werkzeughandlings benötigt hätte, erfüllt die HEC 630 Athletic unsere Wünsche im Standard“, freut sich Teamleiter Marterer.

Ein wichtiger Bestandteil des neuen Produktionskonzeptes ist – neben den beiden Heckert HEC 630 Athletic – das Schuler Palettensystem LoadMaster Compact 1400 mit zwei Rüstplätzen und 33 Regalpositionen auf drei Ebenen. „Schließlich investieren wir in die Zukunft, und dazu gehört eine flexible Fertigung mit einer gewissen Automatisierung“, kommentiert Uwe Schröter die Investition. „Das Schuler-System bot uns die beste Ausnutzung des vorhandenen Platzes und eine flexible Gestaltung der Rüstplätze, die mit dem Kran beladen werden.“

Unterm Strich: Zeit gespart und Qualität verbessert

Der Umbau erfolgte 2014 bei laufender Produktion. Das heißt, erst wurde eine Maschine ausgetauscht und das Palettensystem in Betrieb genommen. Nach einem halben Jahr folgte die zweite Maschine. Andreas Marterer lobt: „Die Terminierung und überhaupt die ganze Zusammenarbeit mit Heckert und Schuler hat tadellos funktioniert.“ Auch die bisherigen Erfahrungen mit der neuen Fertigungsanlage sind durchwegs positiv, wie Produktionsleiter Schröter bestätigt. „Wir nutzen sie momentan im bedienergeführten Zweischicht-Betrieb. Eine bedienerlose dritte Schicht werden wir bei Bedarf einführen. Aber zunächst gilt es, noch die nachgelagerten Prozesse bis hin zur Montage zu optimieren.“

Was die Zerspanung anbelangt, sind die gesteckten Ziele erreicht. Die Rüstzeiten gingen um 50 Prozent zurück und die Bearbeitungszeiten auf den HEC 630 Athletic liegen um rund 10 Prozent unter den früheren. Als besonders erfreulich beurteilt Arbeitsvorbereiter Marterer, dass er die vorhandenen Werkzeuge und Programme weitgehend 1:1 übernehmen konnte.

Neben der Zeitersparnis stellte sich mit der neuen Produktionsanlage eine verbesserte Qualität in der Bearbeitung ein. Mit den HEC 630 Athletic erreicht CVS mühelos die beispielsweise bei Schraubenverdichtern geforderten Positionstoleranzen von 0,04 mm. Auch Bohrungstoleranzen im Bereich von IT6 werden eingehalten, ebenso die notwendige Rautiefe von Rz = 6 µm. Uwe Schröter erklärt: „Wir unterziehen unsere Bauteile einer regelmäßigen Qualitätskontrolle. So erfassen wir zum Beispiel die kritischen Maße jedes fünften Schraubenverdichters. Hier konnten wir tendenziell eine deutliche Verbesserung gegenüber unserer früheren Fertigung feststellen.“

 

Mehr Informationen der StarragHeckert GmbH:

Kontakt  Herstellerinfo 
StarragHeckert GmbH
Otto-Schmerbach-Strasse 15/17
09117 Chemnitz
Tel: +49 371 836 22 88
Fax: +49 371 8080 77 22 44
E-Mail: marketing@starragheckert.com
www.starragheckert.com
 

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