Konsequente Abkehr von eingetretenen Pfaden

Feuer powertrain produziert Guss- und Schmiedekurbelwellen von 300 bis 1400 Millimeter Länge in Klein- und Großserien für klassische Pkw-Motoren von VW, BMW, Audi, Ferrari, Jaguar, Maserati, GM und weitere wie für die High-end-Zwölfzylinder von Bentley oder Rolls-Royce. Die Kurbelwellen finden sich ebenso in Lkw, Industriemotoren, Schiffen und Generatoren. Das Unternehmen fertigt in Nordhausen jährlich bis zu 1,5 Millionen Kurbelwellen und beliefern Kunden in der ganzen Welt.

Firmengründer Dieter Feuer, sein Partner Bernd Gulden sowie Geschäftsführer Oliver Wönnmann traten im Jahr 2003 an, um mit ihrem neuen Unternehmen Feuer powertrain die Kurbelwellenherstellung zu revolutionieren.

Den Feuer powertrain-Verantwortlichen gelang es, die Herstellung von Kurbelwellen komplett neu zu gestalten. Denn lange Zeit wurden ausschließlich Sondermaschinen eingesetzt, um die vielfältigen Bearbeitungen zu erledigen, die eine Kurbelwelle erfordert. Dazu zählen das Ablängen, Zentrieren, Drehen, Fräsen und Drehräumen, Tieflochbohren, Fest- und Richtwalzen, Rollieren, Doppelkopforbitalschleifen, Feinwuchten, Polieren sowie thermische Behandlungen.

Bis das fertige Produkt versandbereit ist, müssen zudem diverse Mess- und Prüfvorgänge durchlaufen werden.
Sondermaschinen sind in der Anschaffung teuer und in der Bearbeitung unflexibel, so dass sich ihr Einsatz nur in der Großserienfertigung lohnt. Bei kleinen und mittleren Serien erreichen die Stückkosten eine fast unbezahlbare Höhe. Daher haben die Verantwortlichen bei Feuer powertrain Alternativen gesucht und gefunden. Alle Fertigungslinien in den mittlerweile fünf Werken am Stammsitz Nordhausen bestehen durchgängig aus verketteten Heckert-Bearbeitungszentren.

Alle Fertigungslinien können rasch und mit wenig Aufwand umgerüstet werden. Auf neue Aufträge können die Mitarbeiter sehr schnell und flexibel reagieren. Ein wichtiger Erfolgsfaktor, betont Hubert Singer, Geschäftsführer Technik: “Wenn andere durchschnittlich sechs bis acht Monate brauchen, sind wir schon nach acht Wochen lieferbereit. Mit unserem, auf Bearbeitungszentren beruhenden Fertigungskonzept meistern wir den Spagat zwischen Produktivität und Produktvielfalt.”
 

42 Maschinen von Heckert

Von den über 300 Werkzeugmaschinen, die in Nordhausen im Dauerbetrieb arbeiten, stammen 42 von der Chemnitzer Heckert GmbH, die zur Starrag Group gehört. Die Zusammenarbeit besteht schon seit 2007. Fikret Ersindigil, Leiter Prozessoptimierung, erinnert sich: “Zu dieser Zeit begannen wir mit der Produktionsumstellung auf Bearbeitungszentren. Für einen Eilauftrag benötigten wir dringend drei Maschinen für Bohr und Fräsarbeiten, und Heckert konnte uns sofort beliefern.”
 

Horizontale Zentren

Dabei handelte es sich um die horizontalen Zentren CWK 500 D, die Feuer powertrain in eine teilautomatisierte Insellösung für die eilige Kleinserie integrierte. “So konnten wir diesen Auftrag erfüllen und gleichzeitig Erfahrungen mit Heckert-Maschinen sammeln”, erklärt Ersindigil. Schließlich waren er und seine Kollegen noch auf der Suche nach passenden Ausrüstern für das neue Konzept. “Ein erster Versuch, eine Fertigungslinie einem Werkzeugmaschinenhersteller als Turn-Key-Projekt zu übergeben, verlief nicht ganz nach unseren Vorstellungen”, berichtet der Prozessspezialist. “So entschlossen wir uns, in der nächsten Linie die Fertigungsprozesse selbst zu entwickeln und aufzubauen. Dafür benötigten wir leistungsstarke, zuverlässige Basismaschinen.”

In der Heckert GmbH fanden sie den gesuchten Partner, bestätigt Hubert Singer: “Die Zusammenarbeit bezüglich der CWK-Maschinen zeigte uns, dass wir uns auf diesen Lieferanten verlassen können und dass das Maschinenkonzept sehr gut zu unserer Fertigungsphilosophie passt.” So stattete Feuer powertrain die nächste Linie mit dem Nachfolgemodell der CWK 500 D, der Heckert HEC 500 D XXL, aus.
Heute trägt sie die Bezeichnung HEC 630 D, wobei die Maschinendaten weitgehend gleich geblieben sind. Der Arbeitsraum bietet eine Aufspannfläche von 500 x 500 mm und erlaubt einen Werkstückstörkreisdurchmesser von 1000 mm. Die Palette kann mit bis zu 1.000 Kilogramm schweren Bauteilen beladen werden. Für die hohe Dynamik in den Linearachsen sorgen digitale AC-Servoantriebe in Verbindung mit beidseitig gelagerten, vorgespannten Kugelgewindetrieben.
 

Kurze Positionierzeiten

Diese gestatten Geschwindigkeiten von 100 m/min in Verbindung mit Beschleunigungen von 10 m/s² in allen Achsen. Als Arbeitsspindel steht wahlweise eine Motorspindel mit Drehzahlen bis 20 000 min-1 und für erhöhte Drehmomente mit Hohlwellenmotor zur Verfügung. Der NC-Drehtisch verfügt über einen Direktantrieb mit 100 min-1 und garantiert in der B-Achse kürzeste Positionierzeiten.
Ersindigil erklärt: “Die Spindelleistung nutzen wir lediglich zu einem Bruchteil aus. Wichtiger sind uns die Achsbeschleunigungen und der schnelle Werkzeugwechsel, um die Nebenzeiten zu reduzieren. Auch die einfache, hauptzeitparallele Bedienung des Werkzeugmagazins kommt uns entgegen.” Als besonders wertvoll stuft er die hohe Prozesssicherheit und Verfügbarkeit der Heckert-Zentren ein.

Auf einen Blick

Vorteile HEC 630 D von Heckert

• großer Arbeitsbereich erweitert das Anwendungs- und Einsatzgebiet
• dynamische Verstellachsen (digitale AC-Servoantriebe, maximal 10 m/s²)
• optimierte Werkstückseite in Gantry-Bauweise
• leistungsstarke Arbeitsmotorspindel wahlweise als Motorspindel mit Drehzahlen bis 20.000 min^-1 und für erhöhte Drehmomente mit Hohlwellenmotor
• direkt angetriebener NC-Drehtisch (Mehrseiten- und Komplettbearbeitung)
• komfortables Werkstückhandling
• innovatives Werkzeughandling (über ein Ketten- oder Reihenkettenmagazin für 80 bis 320 Werkzeuge)

Die HEC 500 D XXL (HEC 630 D) dient den Prozessen Ablängen, Zentrieren, Einbringen von Ölkanälen, Lagererleichterung, Huberleichterung und Endenbearbeitung. Eine besonders anspruchsvolle Aufgabe ist das Einbringen der Ölkanäle. Diese werden vom Hauptlager durch die Kurbelwangen zu den Hub- und Pleuellagern gebohrt, damit die Kurbelwellen im Betrieb an den wichtigen Stellen geschmiert werden können.

Die Kanäle sind bis zu 200 Millimeter lang, bei einem Durchmesser von fünf Millimeter. Ersindigil weiß um die Schwierigkeit dieser Tieflochbohrungen: “Eine solche komplexe Bearbeitung wäre früher auf einem Standard-BAZ undenkbar gewesen. Wir mussten viel Know-how investieren, um den Prozess sicher auf die Maschine zu bekommen. Aber heute läuft der Vorgang tadellos, dank einer hydraulischen Spannvorrichtung mit integrierten NC-Achsen, die das Bauteil in die richtige Position bringt. Die HEC-Bearbeitungszentren sind mit entsprechenden hydraulischen Koppelstellen ausgestattet, und die NC-Achsen lassen sich steuerungstechnisch in die CNC einbinden, so dass auch diese Aufgabe automatisiert abläuft.”

Unterschiedliche Werkstücke

Die Vorrichtungen, die sich für unterschiedliche Werkstückgrößen verwenden lassen, werden auch für das Einbringen der Lager- und Huberleichterungen genutzt. Der Grund dafür ist die Gewichtseinsparung, die durch Bohrungen in der Welle (Lagererleichterung) und den Kurbelwangen (Huberleichterung) erzielt wird und eine Leistungssteigerung ermöglicht. Diese Bearbeitungen sind jedoch nur bei Hochleistungsmotoren sinnvoll.

Für die fünf Prozesse nutzt Feuer powertrain die HEC 500 D XXL (HEC 630 D) in Standardausführung, mit einer kleinen Ergänzung. Bei den Maschinen für die Ölkanalbohrungen wurde die X-Achse um 50 mm verlängert. “Heckert bietet dies als Katalogoption an, was uns größere Maschinen erspart hat”, freut sich Prozessoptimierer Ersindigil. Mit dem Service des Chemnitzer Werkzeugmaschinenherstellers ist er hoch zufrieden: “Der beginnt mit einer fundierten Beratung vor dem Kauf und setzt sich in professioneller Abnahme sowie schneller Hilfeleistungen während des laufenden Betriebs fort.”

Sein Fazit: “Wenn ich eine Störung am Morgen melde, wird in der Regel im Laufe des Tages das Ersatzteil geliefert, so dass die Maschine abends wieder ihren Betrieb aufnehmen kann.” Auch die Betreuung via Fernwartung oder Telefon ist vorbildlich: “Ich habe stets mit Fachleuten zu tun und nicht mit Call-Center-Mitarbeitern, die von Technik keine Ahnung haben.”

Kontakt:
Feuer powertrain GmbH & Co. KG, D-99734 Nordhausen, Tel.: 03631/470-0, www.feuer-pt.de
Heckert GmbH, D-09117 Chemnitz, Tel.: 0371/8362288, www.starrag.com