Emag Lagerringe Produktion

Neben Lagerringen werden auch diverse andere Bauteile per VL4 und VL 6 von Emag bearbeitet. – Bild: Emag

Ohne Wälzlager sind viele Maschinen und Getriebe nicht denkbar: Die ringförmige Konstruktion erleichtert Rollbewegungen und verringert dabei die Reibung. Allerdings kommt es bei ihrer Herstellung auf extreme Präzision an – eine Aufgabe für die Interprecise Donath GmbH mit Sitz bei Fürth: Seit mehr als 30 Jahren fertigt das Unternehmen besonders anspruchsvolle Wälzlager beispielsweise für den Maschinen- und Getriebebau. Planung, Konstruktion und Produktion erfolgen komplett "inhouse". Seit 2017 mit an Bord: vertikale VL-Drehmaschinen von Emag. Mit ihrer integrierten Pick-up-Automation sorgen sie für eine steigende Produktivität und garantieren gleichzeitig die nötige Bauteilqualität in der Weich- und Hartbearbeitung von typischen Bauteilen wie den Lagerringen. Was für Erfahrungen haben die Wälzlager-Spezialisten mit dieser Produktionslösung gesammelt?

Emag: Christian Witte, Michael Gumbel, Daniel Braun und Adam Smuda
Teamwork für maximale Präzision (von links nach rechts): Interprecise-Geschäftsführer Christian Witte, Vertriebsingenieur Michael Gumbel von Emag sowie Daniel Braun und Adam Smuda von Interprecise. – Bild: Emag

Wo kommen Wälzlager eigentlich nicht zum Einsatz?

Die Frage ist naheliegend, denn die Bauteile finden sich tatsächlich in sehr vielen Maschinen, Getrieben und Fahrzeugen. Zumeist werden sie auf Wellen oder Achsen montiert und dienen hier der Führung oder Lastübertragung – und das inklusive einer sehr geringen Reibung, was letztlich den Energieverbrauch des Antriebs verringert. Dieser Hintergrund deutet bereits an, welche Herausforderung hinter ihrer Herstellung steckt: Es geht um Fertigungstoleranzen von wenigen Mikrometern, die von Wälzlager-Experten wie Interprecise Donath sichergestellt werden. Dabei bewegt sich das fränkische Unternehmen mit seinen rund 140 Mitarbeitern und einem Umsatz von knapp 27 Millionen Euro sogar in einer besonderen "Qualitätsnische", wie Geschäftsführer Christian Witte betont: "Wir konzentrieren uns auf spezielle Anwendungen, für die unsere Kunden nur kleinere Stückzahlen zwischen eins und 2.000 benötigen. Man könnte hier von einem Hochgenauigkeits-Marktbereich sprechen, der eine mannlose Serienfertigung nicht erlaubt. Stattdessen setzen wir gewissermaßen auf eine Eins-zu-Eins-Bedienung: Facharbeiter müssen den Prozess in den Maschinen überwachen und die Endqualität der Einzelteile mit Messtechnologie laufend überprüfen. Unsere Fehlertoleranz lautet: Null."

Emag Lagerringe vorher-nachher
Vorher und nachher: Die Lagerring-Rohlinge durchlaufen auf der VL-Maschine zunächst die Weich- und später auch die Hartbearbeitung. – Bild: Emag

Anwenderstory: Mit Emag Maschinen die Stückkosten deutlich senken - Quelle: Emag

Wachsende Auftragszahl effizient bewältigen

Dazu kommt noch etwas: Interprecise positioniert sich als extrem schneller und flexibler Player im Markt. Jede Anfrage zu einem neuen Wälzlager wird direkt und umstandslos beantwortet. Auch die konstruktive Umsetzung mit technischen Zeichnungen startet im Höchsttempo. "Wir punkten mit kurzen Reaktionszeiten und einer nachfolgenden Rundum-Betreuung der Kunden in diesem sehr anspruchsvollen technischen Bereich", betont Witte – ein Ansatz, der das Unternehmen letztlich auf einen konstanten Wachstumspfad geführt hat: Die Mitarbeiterzahl hat sich alleine in den letzten 13 Jahren knapp verdreifacht. Eine besondere Bedeutung hat dabei das Jahr 2007, in dem die Spezialisten erstmals mit ihrer Eigenmarke "iDC" nach außen traten und so der eigenen Wälzlager-Qualität einen Namen gaben. Allerdings stellte die positive Entwicklung die Planer von Interprecise vor rund drei Jahren vor eine zentrale Frage: Wie lässt sich eine wachsende Zahl von wechselnden Bauteilvarianten und -familien möglichst kosteneffizient produzieren – und das ohne jeden Abstrich an Präzision und Prozesssicherheit?

Emag 50-Teile-Fertigung
Flexibilität im Fokus: Insgesamt werden bis zu 50 verschiedene Teile auf den Emag Maschinen gefertigt. – Bild: Emag

Die Antwort führte letztlich zur Pick-up-Automation der vertikalen Emag Maschinen, wie Witte herausstellt: "Ich habe mir diese Lösung zunächst bei Kunden von uns angeschaut. Dabei wurde deutlich, dass der Ansatz dieser Maschine, die sich per Arbeitsspindel selbst belädt und somit teilautomatisiert betrieben werden kann, ideal zu unseren Aufgaben passt. Das Ganze ermöglicht es uns, auch bei kleineren Stückzahlen die Produktivität zu steigern, weil ein Bediener problemlos mehrere Maschinen betreuen kann. Und das heißt letztlich: Mit gleichem Mitarbeiterbestand können wir mehr produzieren." In der Folge investierte Interprecise im Jahr 2017 in die ersten zwei Pick-up-Drehmaschinen vom Typ VL 4, ein Jahr später kamen eine weitere VL 4 sowie eine VL 6 (für etwas größere Bauteile) hinzu. Beispielsweise die Innen- und Außenringe der Wälzlager durchlaufen in den vier Emag Maschinen ihre Weich- und Hart-Drehbearbeitung – insgesamt handelt es sich aber um bis zu 50 verschiedene Bauteile, die in den VL-Maschinen drehbearbeitet werden. Die Stückzahlen der Chargen schwanken zwischen fünfzig und fünfhundert. Rund dreimal in der Woche richten die Spezialisten ihre vier Pick-up-Drehmaschinen deshalb neu ein.

Emag VL4 und VL6
Insgesamt sind drei VL4 und eine VL 6 von Emag bei Interprecise im Einsatz. – Bild: Emag

Stückkosten sinken mit Emag Lösung

Emag umlaufendes Förderband
Ein großer Vorteil im Prozess ist das umlaufende Förderband mit Teilespeicher. Somit kann die Maschine mannarm betrieben werden. – Bild: Emag

Interprecise ist mit dieser Lösung außerordentlich zufrieden, wie Daniel Braun, verantwortlich für die Arbeitsvorbereitung und Steuerung, erklärt. "Letztlich konnten wir die Stückkosten signifikant um rund 15 Prozent senken, weil die Maschinen reibungslos im mannarmen Betrieb funktionieren. Unser ganzer Produktionsprozess profitiert entscheidend von der Maschinenbauweise." Dabei ist der Ablauf sehr einfach: Der Bediener legt das Bauteil auf einen der Schleppringe im umlaufenden Förderband und entnimmt es von hier aus auch wieder. Das Band fungiert als integrierter Teilespeicher und die Maschine kann eine ganze Zeit lang unbeaufsichtigt produzieren, wobei sich im Inneren ein hocheffizienter Prozess vollzieht: Die Pick-up-Spindel entnimmt die Bauteile vom Schlepprahmen und führt sie mit hohem Tempo dem Arbeitsraum mit integriertem 12-fach-Werkzeugrevolver zu – kurze Wege sorgen für ebenso kurze Span-zu-Span-Zeiten. Nach Fertigstellung der ersten Seite (und Abtransport per Band nach draußen) muss der Bediener nur minimale Umstellungen an der Maschine vornehmen. Anschließend legt er die gewendeten Bauteile einfach erneut auf das Förderband für die Bearbeitung der zweiten Seite. Eine wichtige Rolle spielt die integrierte Messstation zwischen Arbeitsraum und Pick-up-Station, wo ein Messvorgang am Bauteil kurz vor dem Be- und Entladen erfolgt. Je nach Messergebnis regelt die Maschine selbstständig nach, korrigiert so den Werkzeugverschleiß und sorgt für die unverzichtbare Wiederholgenauigkeit bei der hochgenauen Herstellung der Lagerringe.

Flexibilität durch kurze Umrüstzeiten

Vergleichbar wichtig für Präzision und Wirtschaftlichkeit ist im Übrigen die Gesamtkonstruktion der VL-Maschinen. So reduziert das Maschinenbett aus dem Polymerbeton Mineralit die Schwingungen während des Fräsprozesses und sorgt für lange Werkzeugstandzeiten und hohe Oberflächengüte. Außerdem ist die Hauptspindel per Kreuzschlitten an der Vorderseite befestigt und ermöglicht eine dynamische Bewegung in der X-und Z-Achse. Darüber hinaus profitieren die Bediener von der guten Erreichbarkeit des Arbeitsraums und des Werkzeugrevolvers. Auf dieser Basis lässt sich die Vertikaldrehmaschine in kurzer Zeit umrüsten. "Das ist ein wichtiger Faktor für uns", sagt Braun. "Schließlich punkten wir im Markt grundsätzlich mit kurzen Reaktions- und Lieferzeiten, die letztlich von der Flexibilität der auftragsbezogenen Produktion abhängen. Das Umrüsten der Maschine muss deshalb sehr schnell und einfach vonstattengehen. Das ist bei der Emag Lösung absolut der Fall."

Emag: Nachmessen der Lagerringe
Nachmessen der Lagerringe: Bei ihrer Herstellung kommt es auf extreme Präzision im Mikrometer-Bereich an. – Bild: Emag

Wohin entwickelt sich die Wälzlager-Technologie und die Produktionslösung?

Emag Maschine einrichten
Das Einrichten der Maschinen für ein neues Bauteil geht schnell vonstatten. – Bild: Emag

Daniel Braun verweist in diesem Zusammenhang auf allgemein wachsende Qualitätsanforderungen – etwa im Maschinenbau, in dem viele Wälzlager von Interprecise zum Einsatz kommen: "Nehmen Sie hier das Beispiel Druckmaschinen. Es ist ganz offensichtlich, dass sich die Anforderungen an die gefertigte Druckqualität immer weiter erhöhen, was nicht zuletzt auch von der präzisen Bewegungsmechanik der eingesetzten Maschinen abhängt. Und dabei spielen wiederum Wälzlager eine entscheidende Rolle. Sie müssen also ebenso präzise wie verschleißarm hergestellt werden – und genau das ist eine Entwicklung, die wir mit unserem Entwicklungs- und Produktions-Know-how ermöglichen. Vergleichbares sehen wir in vielen Anwendungsbereichen. Emag Maschinen bilden dafür eine wichtige Produktionsbasis. Wir sehen uns hier sehr gut aufgestellt."

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