Kurbelwellenfertigung XL - WFL Millturn Technologies

Fertigungsmaschinen und -verfahren
Pumpenhersteller schließt die Prozesskette in der eigenen Fertigung
Kurbelwellenfertigung XL
Wenn es um Hochdruckpumpen für industrielle Anwendungen geht, ist
das Traditionsunternehmen Uraca aus dem schwäbischen Bad Urach eine erste Adresse. Das Unternehmen hat über 125 Jahre Erfahrung in der
Pumpenherstellung. Um auch bei den Großpumpen die Fertigung komplett inhouse machen zu können, investierte Uraca in den Maschinenpark und in neue Gebäude. Zur Fertigung der Großkurbelwellen bis 3000
mm Länge wurde eine M120 Millturn von WFL beschafft.
Robert Zimmermann, Leiter
Produktion und Prokurist:
„Durch den Einsatz der WFL
120 M in unserer spanenden
Fertigung benötigen wir zur
Produktion unserer großen
Kurbelwellen statt vier Maschinen nur noch eine. Außerdem hat sich die Durchlaufzeit der Kurbelwellen um
mehrere Wochen verkürzt.“
Hohe Fertigungstiefe war für Uraca schon
immer ein Bestandteil des Unternehmenserfolges. 56 Mitarbeiter allein in der spanenden Fertigung produzieren alle wichtigen
Teile der Kolbenpumpen selber. Die Kurbelwellen allerdings hatte man traditionell extern fertigen lassen. Das sollte sich ab 2002
ändern. Damals fiel die Entscheidung, alle
Kurbelwellen bis 600 mm Länge selber zu
fertigen.
Know-how wurde
Schritt für Schritt aufgebaut
Schritt für Schritt wurde das erforderliche
Know-how in der spanenden Fertigung aufgebaut. Zunächst wurden die Kurbelwellen
Auch der Maschinenbediener Bernd
Blochinger ist mit
der neuen M120
Millturn sehr zufrieden. Schön zu erkennen sind die Lünetten, die die Kurbewelle während der
Bearbeitung abstützen
mav
November 2010
Die M120 Millturn
fertigt sämtliche
Großkurbelwellen
bis 3000 mm Länge
komplett
Gemeinsam wurde
das Projekt gestemmt:
Gerd Werner, Leiter
Arbeitsvorbereitung
bei Uraca, Reinhold
Wieland, der zuständige Regionale Verkaufsleiter von WFL,
und Robert Zimmermann, Uraca-Prokurist (von links)
nur gedreht, anschließend kam die Fräs- und
Bohrbearbeitung hinzu. Gerd Werner, Leiter
der Arbeitsvorbereitung, erinnert sich:
„Nachdem wir 2005 auch noch das Schleifen
der Kurbelwellen zurück in unsere eigene
Fertigung geholt haben, waren wir endlich
in der Lage, die Wellen vom Rohteil weg ohne
Zulieferer fertigen zu können.“
Bei den größeren Kurbelwellen allerdings
blieb vorerst alles beim Alten. Ein Zustand,
den Robert Zimmermann, Prokurist bei Uraca, alles andere als zufriedenstellend fand:
„Die externe Fertigung der Großkurbelwellen war mit einer ganzen Reihe von Nachteilen verbunden. Unsere Lieferanten hatten
teilweise Lieferzeiten von 40 Wochen für eine Kurbelwelle. Dadurch wurde dieses Bauteil immer mehr zum Flaschenhals, wenn es
um den Zuschlag für ein konkretes Projekt
ging. Wir mussten unter Umständen schon
die Kurbelwelle disponieren, obwohl der
endgültige Zuschlag zum Projekt noch nicht
erfolgt war. Auch preislich waren wir mit
dem Lieferanten nicht zufrieden.“
Mindestens ebenso wichtig war aber für
Gerd Werner, den Leiter der Arbeitsvorbereitung, dass es durch die Fremdvergabe der
Großkurbelwellen, zu wenig Möglichkeiten
gab, dieses Bauteil beständig weiter zu entwickeln: „Wir waren hier auf das Know-how
der Lieferanten angewiesen, eine echte Weiterentwicklung fand nicht statt, und auch
was die Qualität der gelieferten Kurbelwellen
anging, waren wir dem Auftragsfertiger ausgeliefert. Eine Möglichkeit, die zugesicherten
Eigenschaften der Welle zu kontrollieren, hatten wir nicht. Besonders ärgerlich war dies im
Falle eines Bauteilversagens beim Kunden.“
Aus dieser Situation heraus begannen bei
Uraca bereits 2006 erste Überlegungen,
November 2010
mav
Fertigungsmaschinen und -verfahren
auch die Fertigung der Großkurbelwellen
selber zu realisieren.
2006 lieferte das Unternehmen den Auftrag, sechs Pumpen für eine Kohleverflüssigungsanlage in China. Mit diesen Pumpen
können Antriebsleistungen von bis zu 2600
kW bei 320 bar realisiert werden. Dies waren
die leistungsstärksten Aggregate, die Uraca
je gefertigt hatte. Und wieder kam es bei der
externen Fertigung der gewaltigen Kurbelwellen mit 3000 mm Länge bei 660 mm
Durchmesser und 4,3 Tonnen Gewicht zu
Problemen. Dies gab endgültig den Ausschlag für die Entscheidung der Geschäftsleitung, eine Fertigung für sämtliche Kurbelwellen von 600 bis 3000 mm Länge aufzubauen.
Diese Entscheidung für eine neue Fertigungshalle, ein Bearbeitungszentrum, eine
Schleifmaschine und eben die Maschine für
die Komplettbearbeitung der Kurbelwellen
bedeutete eine Gesamtinvestitionssumme
die in der Geschichte des Unternehmens
einmalig war.
Betreuung durch Anwendungstechniker
gab den Ausschlag
Für die Kurbelwellenbearbeitung waren zunächst zwei Maschinenanbieter im Rennen.
Was gab letztlich den Ausschlag?
Dazu Gerd Werner: „WFL konnte uns mehrere Referenzen nennen, die ebenfalls erfolgreich Kurbelwellen fertigen. Zudem war für
uns wichtig, dass WFL für die Bearbeitung der
Hublager erprobte Standardzyklen anbieten
konnte. Dennoch hatten wir zunächst auch
eine Maschine eines Wettbewerbers im Visier. Im Laufe der Gespräche und bei den Probebearbeitungen sind wir aber zu der Überzeugung gekommen, dass die Betreuung
durch Anwendungstechniker bei WFL einfach
besser ist.“
Eine Aussage, der sich der zuständige regionale Verkaufsleiter von WFL, Reinhold
Wieland, gern anschließt: „Allein 12 Anwendungstechniker und 30 Technologen unterstützen unsere Kunden vor Ort, um den Prozess aufzusetzen und die Maschine für jeden
Kunden ganz individuell auszustatten.“
Und so fiel die Auswahl am Ende auf eine
WFL M120 Millturn mit 5000-mm-Verfahrweg in der Z-Achse. Um für die speziellen Anforderungen bei Uraca gerüstet zu sein, wurde die Maschine mit speziellen Lünetten
ausgerüstet, die die schweren Kurbelwellen
während der Bearbeitung abstützen. Außerdem wurden die Bohrungen von horizontal
auf Schräg umgestellt, was mit der neuen
Millturn möglich wurde.
Aber auch ansonsten ist die Maschine ein
wahrer Alleskönner, wie bereits ein Blick auf
mav
November 2010
Vorher – nachher: Die Wellen werden als massive walzenförmige Schmiederohlinge geliefert
und verlassen die Maschine als fertige Kurbelwellen, lediglich eine Schleifoperation schließt
sich noch an
Klein und unauffällig, zerspanungstechnisch
aber eine echte Herausforderung. Auch die
Bohrungen der Kühlkanäle werden auf der
M120 Millturn von WFL eingebracht.
die temperaturstabilisierte Dreh-Bohr-Fräseinheit zeigt. Sie ermöglicht dank B-Achse
sämtliche Bearbeitungen und Messoperationen in jedem Winkel zum Werkstück. Im
Drehbetrieb wird der Werkzeugträger indexiert und hydraulisch geklemmt, so dass
auch bei schweren Schnitten oder eventuellen Kollisionen die Spindellager vor Schäden
geschützt werden.
Durchlaufzeit verringert:
statt vier Maschinen nur noch eine
Eigenschaften, die sich auch bei Uraca bezahlt gemacht haben, wie der Vergleich zwischen der bisherigen Bearbeitung mit der
Max Müller-Maschine eindrucksvoll belegt.
Dazu Robert Zimmermann: „Wenn man von
einer typischen Kurbelwelle ausgeht, waren
bislang vier Maschinen für die Fertigung nötig. Die erste Maschine hat die Rohteile abgelängt und die Endenbearbeitung gemacht.
Anschließend wurden auf der zweiten Maschine in insgesamt vier Aufspannungen die
zentrischen Durchmesser und die Hübe gedreht. Danach wurden auf einem Bearbeitungszentrum in zwei Aufspannungen die
achsparallelen Bohrungen gefertigt. Die vierte Maschine musste noch die Schmierbohrungen ansenken, dann war die Kurbelwelle
fertig. Alle, wirklich alle genannten Bearbeitungen werden heute in zwei Aufspannungen auf der WFL gemacht. Das Rohteil wird
aufgespannt, dann werden in der ersten Aufspannung 80 Prozent aller Bearbeitungen
durchgeführt, in der zweiten Aufspannung
die restlichen 20 Prozent. Und damit ist nicht
nur der ganze Umspannaufwand entfallen,
sondern es hat sich auch die Durchlaufzeit je
Kurbelwelle um drei Wochen verkürzt.“
Lohnfertigung soll die
Amortisationszeit verkürzen
Aktuell werden nach und nach alle Großkurbelwellentypen programmiert und gefertigt,
um in Zukunft im Bedarfsfall jederzeit jeden
Typ auf Abruf fertigen zu können. Insgesamt
22 verschiedene Kurbelwellen mit Längen
über 600 mm sind im Programm. Sobald diese Arbeit abgeschlossen ist, soll die WFL M120
Millturn auch mit Lohnfertigung ausgelastet
werden. Dazu Robert Zimmermann: „Bei einer Investitionssumme von etwa 1,6 Millionen Euro hat die Geschäftsführung von vornherein das Ziel gesetzt, die Maschine mittelfristig dreischichtig auszulasten. Für uns
heißt das, dass wir zum einen noch mehr Teile von unserer Max Müller-Maschine auf die
WFL holen werden, um diese irgendwann
komplett zu ersetzen. Es bedeutet aber auch,
dass wir unsere Leistung in Zukunft auch anderen Unternehmen anbieten werden, die
entsprechende Teile benötigen.“
(hr)
Uraca Pumpenfabrik GmbH & Co. KG
www.uraca.de
WFL Millturn Technologies GmbH & Co. KG
www.wfl.at