Wo rohe Kräfte sinnvoll walten

Sie tragen 12 bis 15 Jahre lang die ganze Last auf ihren Flanken, die Stahl-Tragrollen, die Artur Küpper am Standort Bottrop für leistungsstarke Gurtförderanlagen fertigt. Der bewältigte Massestrom kann bei der Förderung von Braunkohle bis zu 37 500 t pro Stunde betragen (Bild 1). Das muldenförmige Förderband schmiegt sich dabei, je nach Bandbreite und Förderleistung, an einen Verbund von zwei bis drei Tragrollen, die auch ›Girlande‹ genannt wird, an.
Seit über zehn Jahren wird das Unternehmen erfolgreich von Werner Christiansen geführt – mittlerweile hat es Küpper bei den Schwerkraftrollen europaweit zum Marktführer gebracht. Die Kunden, darunter alle großen Förderanlagenbauer der Welt, erhalten anwendungsspezifisch entwickelte, konstruierte und gefertigte Problemlösungen.

Solides Maschinenkonzept für massive Zerspanung

Mehr als 30 Jahre Erfahrung haben auch die Fertigung der Tragrollen bei Küpper in Bottrop geprägt. Hierzu gehören im Einzelnen die folgenden Arbeitsschritte: Ausgehend vom 6 m langen C45- Stangenrohmaterial erfolgt zunächst das Ablängen der Rollenachsen auf Sägeautomaten und die Längs-Drehbearbeitung. Anschließend werden die Achs-Enden konkav gefräst, eine Schlüsselfläche angebracht sowie eine Querlochbohrung gebohrt (Bild 2). In diesem Zustand werden die Achsen und die Lager dann in die kundenspezifischen Tragrollenkörper eingepresst.
Was jedoch die Fertigungstechnik betrifft, kann Produktionsleiter Rolf Schwandtke (Bild 3) auf eine rapide Weiterentwicklung verweisen: »In den 70er Jahren war unser Maschinenpark noch überwiegend konventionell ausgerichtet. Die Endenbearbeitung erfolgte nacheinander auf drei getrennten Maschinen, die zudem noch hinsichtlich des bearbeitbaren Durchmesserbereichs eingeschränkt waren. In den 80er Jahren folgten wir beim Drehen und Fräsen der CNC-Technik. Die angeschaffte Fräsmaschine verfügte über einen Arbeitsraum mit einer Bearbeitungslänge von 1,7 m. Trotz Mehrfach-Spannvorrichtung entstanden beim Be- und Entladen mit dem Kran erhebliche Nebenzeiten. Auch wurden die Tragrollen mit der Zeit immer länger, und so haben wir uns ein modernes Bearbeitungszentrum mit Pendelbetrieb zugelegt.«
Auf dieser Maschine werden heute die kleineren und leichteren Achsen bis 50 mm Durchmesser gefräst. Für die massive Zerspanung, wie sie die Endenbearbeitung der immer schwereren Achsen erfordert, reichten Antriebsleistung und Drehmoment der Spindel sowie die Stabilität der Maschine nicht mehr aus. Die großen Schlüsselflächen mit einer Spantiefe von 10 mm je Seite mussten zeitaufwändig in mehreren Schnitten erstellt werden. Zudem entpuppte sich der sehr flinke Werkzeugwechsler (2 s Span-zu-Span-Zeit) als Schwachstelle im Alltag. Vor kurzem erst mussten die Kurven der Bewegungssteuerung komplett überarbeitet werden. Weil letztlich die Kapazität an dieser Maschine zu einem Engpass wurde, entschied man sich vor einem Jahr für eine Erweiterungsinvestition.

Schwieriges Anforderungsprofil in allen Punkten erfüllt

Das von der Geschäftsleitung und ihren Mitarbeitern erstellte Pflichtenheft erwies sich als äußerst selektiv: »Wir wollten eine Lösung frei von Kompromissen. An erster Stelle stand die Forderung nach einem ausgereiften und soliden Maschinenkonzept, als Basis für hohe Verfügbarkeit und Prozesssicherheit. Wir arbeiten in drei Schichten an sechs Tagen, da ist Zuverlässigkeit oberstes Gebot. Zweiter Aspekt war die Antriebsleistung, die ausreichend sein musste, um die Schlüsselflächen in einem Span zu erstellen. Mit Ausnahme vom Werkzeugwechsel und dem Einfahren neuer Teile sollten keine Nebenzeiten entstehen, insofern hatte uns das Prinzip Fahrständer mit Pendelbetrieb überzeugt. Weil wir Achsen bis 3 m Länge fertigen, musste die Bearbeitungslänge mindestens 6,5 m betragen. Schließlich sollte natürlich das Preis-Leistungs-Verhältnis angemessen sein.«
Insbesondere unter Berücksichtigung des letzten Aspekts kristallisierte sich HEDELIUS, Meppen, als Favorit heraus.

Die Emsländer sind spezialisiert auf vertikale Bearbeitungszentren, deren verwindungssteife Maschinenkörper in Schachtel- Schweißkonstruktion und breit geführten Schlitten auf hohe Zerspanungsleistung ausgelegt sind. Die Entscheidung fiel auf ein ›BC 100‹-Fahrständer-Bearbeitungszentrum (Bild 4).
Wesentlich für die Erfüllung der Anforderungen sind folgende Eigenschaften der Maschine:

• Servospindel mit 50 kW Leistung und 528 Nm Drehmoment

• steife SK-50-Werkzeugaufnahme

• Verfahrweg von 6,5 m in der X-Achse für die Pendelbearbeitung

• zusätzliches, geschütztes Pick-up-Magazin auf dem Maschinentisch, das außerhalb des Bearbeitungsbereichs angebracht ist (Bild 5)

• ergonomischer, dank gekröpfter Türen gut zugänglicher Arbeitsraum

Nach ausgiebiger Information innerhalb von 3 Monaten geliefert

Mitentscheidend waren jedoch auch die After-Sales-Leistungen, mit denen HEDELIUS das Streben nach einer langfristigen Kundenbindung untermauert. Handelsvertreter Peter Schneider (Bild 3): »HEDELIUS ist meiner Kenntnis nach der einzige Hersteller, der bei allen Maschinen im Standardpaket eine 95-prozentige Verfügbarkeit der Maschinen und einen 24-Stunden- Vor-Ort-Service garantiert. Das kann man natürlich nur wagen, wenn die Verfügbarkeit de facto noch höher liegt. Andere Hersteller lassen sich eine vergleichbare Gewährleistung nur widerwillig für einzelne Maschinen aus der Nase ziehen und gehen so nur punktuell Risiken ein.«
Investitionsentscheidungen dieser Größenordnung werden in einem privat geführten Unternehmen wie Küpper besonders sorgfältig vorbereitet und die Verantwortung auf möglichst viele Schultern verteilt. So bekamen die Maschinenbediener vor drei Jahren Gelegenheit, sich auf der Metav in Düsseldorf nach passenden Lösungen umzusehen. Sie erhielten auf dem HEDELIUS-Stand einen ersten guten Eindruck von den ausgestellten Maschinen, woraufhin Rolf Schwandtke Kontakt mit dem Maschinenbauer aufnahm.
Es folgten Besuche bei mehreren Referenzkunden, und auch die Maschinenproduktion in Meppen wurde inspiziert. Das dabei gewonnene gegenseitige Vertrauen führte schließlich zum Vertragsabschluss. Verkaufsleiter Dennis Hempelmann (Bild 3): »Die realisierte Lieferzeit von drei Monaten nach Auftragsbestätigung war für uns angesichts des Ausmaßes der Maschine schon ein Kraftakt. Schließlich reden wir ja nicht über eine Maschine von der Stange, sie musste erst gebaut werden. Hier zahlen sich unsere straffe Organisation und die Zuverlässigkeit unserer Zulieferer aus. Wir streben jedoch zukünftig bei allen Maschinen eine Lieferzeit von unter 16 Wochen an. Um dies zu erreichen, werden wir unsere Produktionsfläche weiter aufstocken. Nur so können wir unser Produktspektrum um weitere innovative Lösungen erweitern. Schon für das nächste Jahr ist eine neue Maschinengeneration in Arbeit.«
Einen ganz neuen Weg schlug man bei Küpper auch im Hinblick auf die Maschinensteuerung ein. Zerspanungsexperte Schneider riet zu einer ›TNC 430‹, »weil Heidenhain beim Fräsen und Bohren auf Grund des schlüssigen Gesamtkonzepts und des umfangreichen Funktionspakets aus unserer Sicht die erste Wahl ist. Vorteile bietet die Steuerung im Falle Küpper zudem auch deshalb, weil man Varianten fertigt und bestimmte Zyklen fester Bestandteil der NC-Programme sind. Diese werden bei Neuteilen direkt an der Maschine angepasst und auf der großen Festplatte abgelegt. Im Gegensatz zu anderen Steuerungsherstellern können diese Programme auch bei einem Wechsel der Steuerungsgeneration weiterhin Verwendung finden. Diese Aspekte führen dazu, dass sich über 80 Prozent der Kunden – es handelt sich überwiegend um mittelständische Unternehmen –

beim Kauf einer HEDELIUS-Maschine für eine Heidenhain-Steuerung entscheiden.

Keine Schwingungen bei niedrigen Drehzahlen

Auch für den Maschinenhersteller war das Fräsen der Schlüsselflächen mit den großen Iscar-Scheibenfräsern die ›Schlüsselbearbeitung‹ (Bild 6). »Neuland« habe man betreten, so Schneider, weil es an vergleichbaren Bearbeitungsparametern bis dato mangelte. Ungewiss war, ob bei der massiven Zerspanung, die angesichts der Fräserdurchmesser von bis zu 250 mm bei geringen Drehzahlen abläuft, Schwingungen entstehen, die sich mit dem Eigenresonanzverhalten der Maschine überlagern.
In den Tests konnten jedoch alle Bedenken, auch bei Produktionsleiter Rolf Schwandtke, beseitigt werden: »Es gibt zahlreiche Hersteller von Bearbeitungszentren, die sich mit Eilgängen von 70 m/min, schnellem Werkzeugwechsel und tollen Zerspanvolumina in Aluminium rühmen. HEDELIUS hat gezeigt, dass ein ausgewogenes und stabiles Gesamtkonzept auch die Schwerzerspanung meistert. Wir haben mit den Igel- und Scheibenfräsern von Iscar in eine leistungsfähige und standhafte Werkzeugtechnik investiert, die sich nun endlich auch maschinenseitig voll und ganz umsetzen lässt.«
Die Zuverlässigkeit der Maschine im ersten Einsatzjahr hat die Investitionsentscheidung bestätigt. Weil es keinen Werkzeugwechsler gibt – vielmehr verfährt die Spindel an das mittig angeordnete Magazin und übernimmt dort direkt die Werkzeuge – entstehen zwar etwas längere Nebenzeiten, bei einem Zerspanungsanteil von 97 Prozent fällt das jedoch weniger ins Gewicht. Zudem sind Störungen, verursacht durch einen Werkzeugwechsler, absolut ausgeschlossen –ganz im Sinne des Anwenders.

Anwender

1933 gründet Artur Küpper in Velbert-Tönisheide ein Werk zur Produktion von Spezial- Wälzlagern. Bis heute sind die sondergefertigten Lager für die Branchen Automotive, Fördertechnik, Maschinenbau und Transfersysteme eine der beiden Produktsäulen des Hauses. 1950 wurden Trag- und Förderbandrollen für die Stück- und Schüttgutlogistik als neues Produkt aufgenommen. Hauptabnehmer sind im Bereich Stückgut die Getränke- und Verpackungsindustrie sowie die Paket- und Containerbeförderung, im Bereich Schüttgut die Braun- und Steinkohlegewinnung sowie die Förderung von Sand, Steinen und Erde. 1971 zog dieser Fertigungsbereich auf Grund von Kapazitätsengpässen in den neuen Standort Bottrop um. Zwischen 1977 und 1993 wurde der Standort sukzessive auf etwa 7000 m2 überdachte Fläche vergrößert. Heute erwirtschaften etwa 200 Mitarbeiter im Unternehmen, davon 120 am Standort Bottrop, unter der Führung von Werner Christiansen einen Jahresumsatz von 21 Millionen Euro.

Artur Küpper GmbH & Co. KG
Werk 2, 46209 Bottrop
Tel. 0 20 41/1 77-0
Fax 0 20 41/1 77-1 00
www.akuepper.de

Helmut Damm
"Maschinen und Anlagen"

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Bild 1: Spielen eine tragende Rolle: Muldenförmige Förderbänder für den Transport von Schüttgut laufen auf langlebigen Tragrollen aus dem Hause Küpper; 80. Bild: Küpper, Bottrop