Fertigung von Verzahnungen in die eigene Fertigung geholt Verzahnungen in Eigenregie waren absolutes Neuland

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Die Heinrich Wagner Sinto Maschinenfabrik GmbH (HWS) hat ihre Produktion neu organisiert, um die Fertigungstiefe und Wertschöpfung zu steigern. Die automatisierte Herstellung bestimmter Teile schuf an anderer Stelle Kapazitäten, um bislang extern vergebene Verzahnungsarbeiten im eigenen Werk auszuführen. Zum Verzahnen wurden Ingersoll-Werkzeuglösungen eingesetzt. Die Integration von Verzahnungsoperationen ist eine spannende Erfolgsgeschichte, wie die Fertigungstiefe eines Unternehmens erhöht wird und die Kosten reduziert werden können.

Das Unternehmen HWS wurde 1937 von Georg Müller und Heinrich Wagner unter dem Namen Müller & Wagner in Laasphe (D) als Fabrik für Giessereimaschinen gegründet. 1975 entstand mit der japanischen Sintokogio-Gruppe eine Verkaufsgesellschaft für Vakuumformanlagen, die Wagner Sinto. Dies war der Grundstein für die bis heute sehr gute Beziehung beider Unternehmen.

1983 erfolgte der Zusammenschluss mit dem japanischen Konzern, dem weltweit grössten Giessereimaschinenhersteller. Seit 2003 ist HWS eine 100-prozentige Tochter von Sintokogio – eine Partnerschaft, die sich zu einer Erfolgsgeschichte entwickelt hat. HWS ist heute marktführender Hersteller von Formanlagen, Formmaschinen sowie Anlagentechnologien zur Herstellung hochverdichteter Formen für Giessereien.

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Planung und Produktion der Giessereimaschinen von HWS erfolgen vollständig in Deutschland. Weil der Platz am Firmensitz knapp wurde, kam ein zweiter Standort für die mechanische Fertigung im nahegelegenen Niederlaasphe hinzu, während Konstruktion, Entwicklung, Verwaltung und Montage in Bad Laasphe verblieben. Insgesamt beschäftigt das Unternehmen rund 320 Mitarbeiter in Deutschland.

Kundenspezifische Fertigungslinien

Der Hersteller bietet neben einzelnen Maschinen auch komplette Fertigungslinien für Giessereien an. Je nachdem, ob die Kunden etwa Badezimmerarmaturen, Bremsscheiben oder Motorblöcke herstellen, sind die Ansprüche an die Anlagen ganz unterschiedlich. HWS produziert daher überwiegend Sondermaschinen nach Kundenwunsch. Die Auslegung berücksichtigt vor allem die in der Produktion eingesetzte Formkastengrösse sowie die räumlichen Gegebenheiten beim Kunden.

Neben spezifischen Teilen benötigt die Fertigung insbesondere für Antriebe eine Vielzahl von Standardkomponenten. Bauteile für hydraulische Antriebe stellt HWS komplett im eigenen Haus her. Dadurch kann das Unternehmen im Bedarfsfall Ersatzteile innerhalb von 24 Stunden liefern.

Verzahnungsteile bisher extern gefertigt

Bei elektrischen Antrieben, die zunehmend an Bedeutung gewinnen, sah es bisher anders aus. Die dafür benötigten Verzahnungsteile wurden vollständig extern gefertigt. «Je nachdem, wie stark der Lohnfertiger gerade ausgelastet ist, kam es dabei zu Lieferzeiten zwischen 8 und 12 Wochen», berichtet Johannes Bitter (Teamleiter Drehen, HWS).

Automatisierung als Basis für die Umstrukturierung

Zur Optimierung der Fertigung investiert HWS seit einigen Jahren gezielt in Automatisierung. Den Anfang machte ein Dreh-Fräs-Zentrum von DMG Mori mit Roboterzelle. Später kamen im Fräsbereich zwei DMG-Maschinen mit Palettenhandling dazu. Insgesamt kann HWS über 20 Paletten verschiedener Grösse automatisiert im Fräsbereich einsetzen. Mit den Maschinen fertigt der Hersteller Lagerteile in höheren Losgrössen, die für verschiedene Anlagen benötigt werden.

Damit war die Voraussetzung geschaffen, Arbeitsprozesse innerhalb der Drehabteilung neu zu strukturieren. Gezielt wurden Arbeiten auf die automatisierte DMG «CLX 450TC» verlagert, wodurch auf anderen Maschinen Kapazitäten für neue Aufgaben entstanden. So entstand der Weg für die eigene Produktion von Verzahnungsteilen. Den Anfang sollten die kleinsten der hier benötigten Teile machen: Ritzelwellen Modul 4 mit einem Aussendurchmesser von 108 mm, gefertigt in Losgrössen zwischen fünf und zehn Stück auf einer Mazak «Integrex i-400».

Mehrere Werkzeughersteller für Verzahnungen getestet

Die Herstellung von Verzahnungen war für HWS absolutes Neuland. Dass HWS sich für die Ingersoll Werkzeuge GmbH entschied, war kein Zufall: Im Zuge der Neuorganisation hatte man sämtliche bisher eingesetzten Werkzeuge auf den Prüfstand gestellt.

Vor gut einem Jahr testete HWS unterschiedliche Werkzeughersteller bei verschiedenen Bearbeitungsaufgaben gegeneinander und wechselten in der Folge vieles aus. «Ingersoll hat sich in den Vergleichen super geschlagen», fasst Christian Hammer (Abteilungsleiter mechanische Bearbeitung, HWS) zusammen.

Seit den guten Erfahrungen mit den Verzahnwerkzeugen setzt HWS mittlerweile auch Ingersoll-Werkzeuge zum Fräsen und verstärkt auch Schneidplatten zum Drehen ein. Neben der Werkzeugqualität schätzt das Unternehmen die Beratung und den Service des Herstellers aus Haiger (in der Schweiz durch Schnegg Tools vertreten).

«Die Zusammenarbeit war immer hervorragend und mit Kevin Richstein haben wir einen sehr kompetenten Ansprechpartner», lobt Ch. Hammer. «Wenn wir ein Anliegen haben, wird uns innerhalb kürzester Zeit schnell und unkompliziert weitergeholfen. Im Bedarfsfall bekommen wir auch sehr schnell Ersatz.»

Da man in Niederlaasphe auch um die Stärken von Ingersoll im Bereich Verzahnung wusste, war der Werkzeughersteller gesetzt, als es um die Fertigung der ersten Ritzelwellen ging. «Wir waren uns sehr sicher, damit den richtigen Partner mit im Boot zu haben», so Hammer. Für die Bearbeitung wählte Kevin Richstein, technischer Berater bei Ingersoll, zwei Schruppwerkzeuge und ein Schlichtwerkzeug aus.

Mit drei Werkzeugen zur Verzahnung

Den Anfang der Bearbeitung macht ein mit zwei V-förmigen Wendeschneidplatten bestückter Schaftfräser aus der «HiPosSFeedV-Serie» von Ingersoll. Mit seiner Breite von 8 mm fräst er im ersten Arbeitsgang die Nuten zwischen den späteren Zähnen. Ein gross ausgelegter Spanwinkel reduziert die Schnittbelastung und sorgt für eine hervorragende Spanabfuhr.

Der zweite eingesetzte Fräser von Ingersoll ist ein dreischneidiger VHM-Speedfräser «Incoolant» mit 4 mm Durchmesser, der die Konturen der Verzahnung schruppt. Das abschliessende Schlichten übernimmt ein «ChipSurfer-Sonderwerkzeug». Die Schneiden des VHM-Einschraubkopfes sind exakt an die gewünschte Zahnform angepasst. Da ein verschlissener Fräskopf gewechselt werden kann, ohne das Werkzeug jedes Mal neu zu vermessen, wird die Arbeit der Bediener erleichtert.

Vom Ergebnis ist man bei HWS sehr angetan. «Nach dem Schlichten mit dem Formfräser sehen die Teile aus wie geschliffen», berichtet Johannes Bitter. Die von Ingersoll empfohlenen Schnittwerte konnte er direkt übernehmen. Inklusive der Drehvorbearbeitung beträgt die Bearbeitungszeit pro Ritzelwelle rund 40 Minuten.

Die Kostenanalyse lieferte zudem eine Überraschung: Die selbst produzierten Zahnräder kosten das Unternehmen nur etwa halb so viel wie die bisher zugelieferten Teile. Neben Kosten spart HWS auch Zeit. «Mit der Inhouse-Fertigung können wir die Lieferzeiten extrem verkürzen, wovon unsere Kunden profitieren», freut sich Ch. Hammer. Lediglich das Härten erfolgt noch extern. Der Zeitrahmen dafür ist überschaubar.

Weitere Bauteile sollen folgen

Mit den positiven Erfahrungen plant HWS, weitere Bauteile in die eigene Fertigung zu überführen. Nach den kleineren Ritzelwellen Modul 4 sollen auch Module 8 und 10 folgen. Diese Zahnräder verbaut der Hersteller häufiger. Die Bearbeitungsstrategie bleibt gleich, allerdings unterscheiden sich die Profile der unterschiedlichen Module hinsichtlich Höhe, Breite und Winkel, sodass jeweils eigene Werkzeugsätze erforderlich sind.

Grössere Zahnräder können auf einer weiteren Mazak-Maschine hergestellt werden. Auch eine automatisierte Fertigung auf der «CLX» ist aufgrund der längeren Laufzeiten denkbar. Zudem plant HWS, künftig auch Kettenräder und Zahnstangen, die Gegenstücke der Zahnräder, selber zu fertigen.

Der Wegfall des russischen Marktes und die US-Zölle treffen die Firma spürbar. Dennoch ist die Auftragslage derzeit zufriedenstellend. Darüber hinaus hat sich das Unternehmen ein weiteres Standbein aufgebaut: Mit seinem Maschinenpark ist es auch für Lohnfertigung gut aufgestellt und kann für Kunden Bauteile vom kleinen Würfel bis hin zu 20 Tonnen schweren Schweiss- oder Gusskonstruktionen drehen oder fräsen. Lohnverzahnung kann HWS nun ebenfalls anbieten.

(böh)

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