TRIAG: modulare Spannsysteme Mit powerClamp schneller rüsten

Autor / Redakteur: Konrad Mücke / Konrad Mücke

Die Wessel-Hydraulik in Wilhelmshaven minimiert Rüstzeiten mit dem universellen, modularen Werkstückspannsystem powerCLAMP von TRIAG International.

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Um häufig wechselnde, unterschiedliche Bauteile in kleinen Serien wirtschaftlich zu fertigen, benötigen Fertigungsbetriebe ein flexibles, modulares Werkstück­spannsystem.
Um häufig wechselnde, unterschiedliche Bauteile in kleinen Serien wirtschaftlich zu fertigen, benötigen Fertigungsbetriebe ein flexibles, modulares Werkstück­spannsystem.
(Bild: Konrad Mücke)

«Wechselnde Bauteile innerhalb kürzester Zeit auf unseren Bearbeitungszentren zu rüsten und zu bearbeiten, trägt entscheidend dazu bei, dass wir in Deutschland wettbewerbsfähig produzieren können», berichtet Holger Jongebloed in Wilhelmshaven. Als Geschäftsführender Gesellschafter bestimmt er maßgeblich die Geschicke der Wessel-Hydraulik GmbH. Das Unternehmen entwickelt und verwirklicht kundenspezifische Mobilhydraulik. Hervorgegangen ist es aus einem Ingenieurbüro, das Günther Wessel bereits im Jahr 1958 gegründet hatte. Als ehemaliger Konstrukteur bei einem Mobilkranhersteller – heutige Manitowoc – hatte Wessel sich auf die Berechnung und Konstruktion einsatzspezifisch optimierter Hydraulik spezialisiert. Alsbald erweiterte der Betrieb seine Leistungen um die Fertigung von Prototypen. Nach einer wechselvollen Geschichte übernahm in den 1990er-Jahren ein führender Bauunternehmer das Unternehmen in Wilhelmshaven.

Individuell konzipierte Mobilhydraulik

Seitdem hat sich die Wessel-Hydraulik GmbH zu einem Entwicklungs-, Konstruktions- und Produktionsbetrieb mit derzeit insgesamt 100 Mitarbeitern entwickelt, davon 15 in Konstruktion und Entwicklung. Fokussiert ist das Unternehmen auf kundenspezifische Mobilhydraulik für Bagger und Mobilkräne im Hoch- und Tiefbau sowie Sonderfahrzeuge und deren Anbaugeräte. Letzteres betrifft beispielsweise Scheren für den Einsatz im Wertstoffrecycling. Entsprechend den Forderungen der Fahrzeug- und Maschinenhersteller entwickeln und fertigen die Wilhelmshavener individuell abgestimmte Hydrauliksysteme. Einen besonderen Schwerpunkt bildet die Sicherheitsventiltechnik. Hierfür hat Wessel-Hydraulik unter anderem ein umfassendes Programm an Ventilen zum Schutz bei unerwartet auftretenden Lecks und Leitungsbrüchen verwirklicht. Diese Komponenten tragen wesentlich dazu bei, Gefahren für Sachen und Personen abzuwenden. Sie verhindern zum Beispiel bei Baggern und Kränen ein unkontrolliertes, schnelles Absenken von Traglasten. Neben der Entwicklung, Konstruktion, Fertigung, Qualitätssicherung und Montage verfügt Wessel-Hydraulik auch über Prüf­anlagen und Testfahrzeuge, um die gefertigten Komponenten zu justieren und die Funktion kompletter Systeme zu testen.

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«Unser sehr breit gefächertes Spektrum an Komponenten für Mobilhydraulik erfordert natürlich eine hohe Flexibilität in der Produktion», erläutert Uwe Dierks. Er leitet in Wilhelmshaven den Bereich CNC-Bearbeitungszentren. Für Kleinserien mit jährlich etwa 250 bis 2000 individuellen Hydraulikprodukten sind die Komponenten zu fertigen. Die dafür erforderliche Flexibilität schafft Wessel-Hydraulik unter anderem mit einer sehr hohen Fertigungstiefe. Das Unternehmen verfügt über eine Vielzahl an Langdrehautomaten, CNC-Drehzentren, Rund- und Flachschleifmaschinen sowie mehrere Bearbeitungszentren für kubische Bauteile. Sogar eine Härterei und ein Lackierbetrieb sind in die Produktion in Wilhelmshaven integriert.

Automation schafft Produktivität

Auf den Bearbeitungszentren bevorzugt Abteilungsleiter Dierks eine Komplettbearbeitung in zwei Aufspannungen. Wie er berichtet, minimiert das die Durchlaufzeiten. Gefertigt wird in drei Schichten an wöchentlich sechs Tagen. «Um bei Losgrössen von jeweils fünf bis 200 gleichen Bauteilen die Bearbeitungszentren möglichst unterbrechungsfrei produktiv arbeiten zu lassen, haben wir sie automatisiert», berichtet Dierks. Beispielsweise horizontale Bearbeitungszentren von Heller sind als Flexibles Fertigungssystem mit einem Palettenregal und einem linearen Palettenwechsler ausgestattet. Weitere Bearbeitungszentren verfügen über einen Karussellspeicher mit automatischem Palettenwechsler.

«Mit dieser Automatisierung bewältigen wir unser großes Spektrum unterschiedlicher Bauteile allerdings nur, wenn unser Personal die häufig wechselnden Werkstücke schnell und einfach auf- und abspannen kann», sagt Dierks. Das betrifft unter anderem Ventilblöcke und -gehäuse aus Stahl, Form- und Strangguss sowie aus Aluminium. In diese sind eine Vielzahl an Bohrungen, Gewinden und Stufenbohrungen von fünf oder sechs Seiten einzubringen. Wessel-Hydraulik benötigt dafür ein universelles, einfach zu bedienendes und zuverlässiges Werkstückspannsystem. «Bei minimalem Rüstaufwand soll das Spannsystem unser komplettes Spektrum an Bauteilen aufnehmen können», erläutert Dierks.

Das ehemals als Erstausrüstung auf Bearbeitungszentren von Heller eingesetzte Werkstück­spannsystem erfüllte seine hochgesteckten Erwartungen nicht. Häufig waren Sondervorrichtungen und manuell einzustellende Spannpratzen erforderlich. Wie Jongebloed hervorhebt, verursachten diese aufwendigen Arbeiten unnötige Stillstandszeiten der Bearbeitungszentren. Die Mitarbeiter verbrachten unproduktive Zeiten mit der Suche nach geeigneten Spannelementen und mit dem Einrichten der Vorrichtungen.

Flexibel mit modularem Werkstückspann­system

Ein Vergleich unterschiedlicher Werkstückspannsysteme zeigte die Vorteile des universellen, modularen Spannsystems powerCLAMP von TRIAG International. Dazu erläutert Michael Wolf, der in Verkauf und Beratung für den Schweizer Hersteller tätig ist: «Das Spannsystem powerCLAMP eignet sich universell zum zuverlässigen Spannen eines breiten Bauteilespektrums. Es basiert auf einheitlichen Spannschienen. Darauf kann modular und flexibel eine riesige Auswahl an Spannmodulen aufgesetzt werden. Besonders hervorzuheben ist der schnelle Austausch der Spannmodule quer zu den Basisschienen.» Wie Bereichsleiter Dierks weiter berichtet, bevorzugt er das direkte Prägen der Rohlinge mit Spannbacken. «Dieses von TRIAG International vorgeschlagene und mit dem System powerCLAMP verwirklichte Spannen erübrigt das langwierige und arbeitsaufwendige Vorprägen der Werkstücke.» Höchste Spannkräfte sorgen dafür, dass auch bei hohen Bearbeitungskräften, zum Beispiel beim Schruppen gegossener Gehäuse, die erforderliche Sicherheit gewährleistet ist. Günstig für die Bediener ist das Betätigen der Linear- oder Niederzugsspannmodule über jeweils nur eine zentrale Schraube. Das betrifft zum einen das Spannen der Werkstücke, zum anderen den Wechsel der Spannmodule auf den Basisschienen. Weitere Vorteile haben die Spannmodule von TRIAG International aufgrund des grossen Spektrums verfügbarer Spannbacken. Es gibt glatte und geriffelte, weiche und gehärtete, mit Stufen, Prismen oder Nuten versehene sowie pendelnde Ausführungen. Für höchste Flexibilität lassen diese sich innerhalb kürzester Zeit mit wenigen Handgriffen austauschen. Aus dem modularen Baukasten wählten die Fertigungstechniker in Wilhelmshaven die für sie passenden, 48 und 94 mm breiten Prägespannbacken. «Zusätzlich benötigten wir schmale, nur 36 mm breite Backen. Diese haben die Spanntechnikspezialisten in der Schweiz innerhalb kürzester Zeit für uns angefertigt und bereitgestellt», fügt Dierks hinzu. Er lobt auch die hohe Genauigkeit sämtlicher Komponenten des Spannsystems. Das ermöglicht zum Beispiel problemlos einen Austausch von Spannbacken. «Wegen der hohen Genauigkeit befinden sich aufgespannte Bauteile wiederholgenau auf stets den gleichen, im NC-Programm festgelegten Positionen. Deshalb können die Bearbeitungszentren nach dem Rüsten und Einwechseln von Paletten und Spanntürmen unverzüglich – ohne umständliches Antasten von Nullpunkten – die Bearbeitung beginnen», berichtet er.

Wegen der zahlreichen Vorteile von powerCLAMP und der sehr guten Unterstützung durch die Spezialisten bei TRIAG International haben sich die Hydraulikhersteller in Wilhelmshaven entschieden, sämtliche Bearbeitungszentren mit diesem Spannsystem auszurüsten. Dazu gehört, dass sie auch Spanntürme tripoxyMINERAL von TRIAG International einsetzen. «Insbesondere beim Fertigen kleinerer Werkstücke arbeiten wir mit diesen Spanntürmen äußerst profitabel», berichtet Jongebloed. Auf einem Turm können mehrere Bauteile in Mehrfachspannung zur Komplettbearbeitung an fünf beziehungsweise sechs Seiten aufgespannt werden. Auf zwei Seiten des Spannturms werden dazu die Werkstücke zum Beispiel für die erste Spannlage (OP10), auf den beiden anderen Seiten für die zweite Spannlage (OP20) aufgespannt. Besondere Vorteile hat die Ausführung der Spanntürme aus leichtem, dennoch stabilem und gut dämpfendem Mineralguss. Ohne die maximale Traglast der Arbeitstische der Bearbeitungszentren zu übersteigen, können parallel viele kleinere, aber auch einzelne grosse und schwere Werkstücke auf einem Turm aufgespannt werden. Speziell beim Bearbeiten kleinerer Bauteile ist die Ausführung mit kreuzförmigem Grundriss besonders günstig. Die Bauteile sind weitgehend frei von Störkonturen und daher von drei Seiten gut zu erreichen, auch wenn die Spindel sehr nah an das Werkstück heranfahren muss.

Für den Betrieb profitabel und vom Personal bevorzugt

Innerhalb kürzester Zeit haben auch die Maschinenbediener die Vorteile der Spannsysteme von TRIAG International erkannt. Unter den modularen, immer gleichen Elementen des Systems powerCLAMP finden sie schnell und sicher die jeweils benötigten Komponenten. Die Basisschienen verbleiben immer auf den Grundplatten beziehungsweise den Spanntürmen. In den aufgerufenen NC-Programmen erhalten die Bediener jeweils zum Werkstück passend die Anweisungen zur Montage der Spannmodule auf den Basisschienen. Die Spannmodule werden einfach und sicher in einem 2-mm-Raster mit nur einer Zentralschraube auf den Schienen befestigt. Zum Spannen der Werkstücke werden sie ebenfalls mit nur einer Schraube betätigt. Somit lassen sich innerhalb kürzester Zeit im Wechsel unterschiedliche Bauteile aufspannen.

Jongebloed fasst die Erfahrungen bei Wessel-Hydraulik mit den Spannsystemen von TRIAG International zusammen: «Beim Beschaffen haben wir uns an der Gesamtschau orientiert. Wir wollten ein wirtschaftliches Spannsystem. Es sollte vor allem unsere besonderen Forderungen nach höchster Flexibilität und universellem Einsatz zum Fertigen eines sehr breiten Spektrums unterschiedlicher, immer wieder wechselnder Werkstücke erfüllen.» Zur Wirtschaftlichkeit trägt vor allem bei, dass das Spannsystem die Rüstzeiten und somit die unproduktiven Nebenzeiten an den Bearbeitungszentren deutlich verkürzt. Jongebloed fügt an: «Nur wenn sie mit geringem Personalaufwand Werkstücke fertigen, arbeiten unsere Maschinen profitabel. Dazu trägt wesentlich das richtige Werkstückspannsystem bei. Mit unserer Entscheidung für Spannsysteme von TRIAG International haben wir zwar nicht in die kostengünstigste, in der Gesamtbetrachtung aber in die wirtschaftlichste Lösung investiert. Nach einigen Monaten Erfahrung im Betrieb hat sich das als absolut richtig erwiesen.» SMM

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