Mit Spanntürmen zu mehr Produktivität

Gerhard Aigner
Produktionsleiter bei Engel

„Es ging uns besonders darum, die Rüstkosten zu minimieren. Mit den Spanntürmen von Schunk ist es möglich, die Werkstückanzahl in unserem FMS drastisch zu erhöhen. Damit sind wir auf dem richtigen Weg die Produktivität weiter zu steigern.“

Wer sich mit Kunststoffspritzguss beschäftigt, der kommt am Namen Engel wohl kaum vorbei. Das oberösterreichische Traditionsunternehmen hat es, seit seiner Gründung im Jahre 1945, durch kontinuierliche Weiterentwicklung bis an die Weltspitze geschafft. Mit weltweit über 4.500 Mitarbeitern, acht Produktionsstandorten und Niederlassungen in über 85 Ländern, zählt die Engel Austria GmbH zu den wahren Global Playern des Kunststoffspritzgussmarktes.

Um diese Spitzenposition zu erhalten, investiert das Unternehmen kontinuierlich in die eigene Maschinenentwicklung, aber auch in die Optimierung der eigenen Abläufe. Um schnell auf wechselnde Anforderungen reagieren zu können, betreibt das Unternehmen am Headquarter in Schwertberg eine Teileproduktion mit rund 200 Mitarbeitern. „Unsere Kunden wünschen immer öfter Sonderlösungen oder Zusatzoptionen für ihre Maschinen. Das ist ohne eine eigene Fertigung einfach nicht zu bewältigen“, begründet Gerhard Aigner, Produktionsleiter bei Engel, deren Produktionskonzept. Dabei entstehen bei einer hohen Fertigungstiefe nahezu alle Maschinenteile in Eigenfertigung. „Unsere Produktion steht jedoch in ständigem Vergleich mit Lohnfertigern – zur Beurteilung der eigenen Performance und Wirtschaftlichkeit“, ergänzt er.

Die Schunk Spanntürme wirken im Verbund mit dem Fastems Fertigungssystem und den drei Heller H8000 Bearbeitungszentren zusammen.

Wolfgang Schatzmair
Verkaufstechniker bei Schunk

„Ein Fertigungssystem mit 156 Palettenplätzen mit individuellen Spanntürmen auszustatten ist schon eine große Herausforderung, die sich nur durch eine enge Zusammenarbeit und gute Abstimmung im Vorfeld bewältigen lässt.“

Werkstückdurchsatz erhöhen

Aus dem Wunsch heraus, immer auf dem neuesten Stand der Technik mit höchster Produktivität zu fertigen, entschied man sich zu einer Erweiterung der Produktion um ein zweites Flexible Manufacturing System (FMS). Die dazu installierte Anlage von Fastems bedient über 156 Palettenplätze drei angeschlossene Heller H8000 4-Achs Bearbeitungszentren. Zwei Rüstplätze erlauben ein simultanes Bestücken der Paletten.

Um eine möglichst hohe Maschinenauslastung bei niedrigen Rüstzeiten zu erreichen, sollten die verwendeten Paletten bis zu vier Werkstücke aufnehmen können, was die Bearbeitung von bis zu 500 Werkstücken im Fertigungssystem gestattet. „Die große Herausforderung bestand darin, geeignete Spanntürme zu finden, die einerseits ein sicheres Spannen der Werkstücke gewährleisten, andererseits aber auch einen möglichst einfachen und ergonomischen Rüstvorgang erlauben“, beschreibt Franz Mühlehner, Vorrichtungskonstrukteur bei Engel, einige der wichtigsten Auswahlkriterien.

Die große Vielfalt an zu spannenden Werkstücken grenzte den Anbieterkreis schnell ein. Durchsetzen konnte sich schließlich der Spezialist für Spanntechnik und Greifsysteme Schunk, der seit Sommer dieses Jahres im nahegelegenen Allhaming die neuen Räumlichkeiten der Österreich Niederlassung bezogen hat.

In der Anlage kommen mittlerweile 60 Spanntürme und Spannwinkel in 15 verschiedenen Varianten zum Einsatz. Die Spanntürme von Schunk können auf der kippbaren Montagebrücke sowohl in horizontaler, als auch in vertikaler Lage bestückt werden.

Infos zum Anwender

Die Engel Austria GmbH zählt zu den führenden Herstellern von Kunststoffspritzgussmaschinen und Komplettlösungen für die Kunststoffverarbeitung. Das Unternehmen beschäftigt weltweit 4.500 Mitarbeitern, betreibt acht Produktionsstandorte in Europa, Amerika uns Asien (China, Korea) und ist mit Niederlassungen in über 85 Ländern vertreten. Das Headquarter befindet sich im oberösterreichischen Schwertberg und beherbergt neben der zentralen Verwaltung, Technik und Entwicklung auch die Produktion von Mittel- und Kleinmaschinen (im Bild).

Sonderlösung gefragt

Besonderes Augenmerk wurde bei der Auswahl seitens Engel darauf gelegt, ob der Anbieter in der Lage ist, einerseits die umfangreichen Anforderungen und Qualitätsvorgaben zu erfüllen, und andererseits die anstehende Projektgröße zu bewältigen. „Dabei konnten wir bei der Bereitstellung der Spanntürme nicht einmal auf unser Standardprogramm zurückgreifen, sondern mussten für Engel ausnahmslos Sonderanfertigungen herstellen“, erklärt Wolfgang Schatzmair, Verkaufstechniker bei SCHUNK.

Am Ende entstanden 15 kundenoptimierte Varianten von Spanntürmen in unterschiedlichen Dimensionen, die alle dem engen Anforderungsprofil genügen mussten. Eine Besonderheit dieser Spanntürme ist beispielsweise eine spezielle Vibrationsdämpfung, die durch den Einsatz von GGG40 als Basiswerkstoff erreicht werden konnte. Durch eine optimierte Innengeometrie wurde das Eigengewicht zusätzlich reduziert, um dadurch ein noch höheres Beladungsgewicht zu ermöglichen.

Vordefinierte Bohrungen und Gewinde ermöglichen ein schnelles Spannen, was die Rüstzeiten nochmals verringert.

Mehr Werkstücke pro Turm

Je Turmseite können auch mehrere Werkstücke aufgespannt werden, was die Effizienz des Systems nochmals deutlich erhöht. Die ausgeklügelte Konstruktion der Spanntürme, die die Eigensteifigkeit und Maßhaltigkeit unterstützt (Anm.: sehr, sehr enge Toleranzen waren gefordert), erlaubt zudem auch große Bearbeitungsgeschwindigkeiten trotz hohem Beladegewicht. „Unsere Anforderungen waren durchaus anspruchsvoll. Neben den Rahmenbedingungen hinsichtlich Gewicht, Ebenheit und Winkelgenauigkeit, mussten auch Schwerpunktangaben der Bearbeitungszentren mit berücksichtigt werden“, erinnert sich Mühlehner. „Bei der Abstimmung von Details hinsichtlich Bohrbilder, Gewinde und Zentrierungen hat uns Schunk sehr unterstützt“, ergänzt er anerkennend.

Je Spannturmseite können auch mehrere Werkstücke sicher angebracht werden, was zusätzlich Wechselzeiten in den Bearbeitungsmaschinen reduziert.

Ergonomisches Beladen

Um ein ergonomisches Beladen der Spanntürme zu ermöglichen, kommt seitens der Fastems-Anlage auch ein Kipptisch zur Anwendung. Diese können um 90° geneigt werden. Damit kann an den Spanntürmen sowohl in vertikaler als auch horizontaler Ausrichtung gearbeitet werden. Dadurch ist ein sauberes Positionieren auch schwierig zu spannender Teile problemlos möglich. Die vorab definierten Bohrungen und Gewinde, sowie geeignete Zentrierbohrungen beschleunigen den Spannvorgang zusätzlich.

Insgesamt entstand ein durchgängiges System, das den Wunsch nach hoher Systemverfügbarkeit bei gleichzeitig optimaler Maschinenauslastung bestens gerecht wird. Da im Moment erst etwa zweidrittel der möglichen Paletten im Einsatz sind, sind noch Reserven vorhanden, was die langfristige Planung seitens Engel deutlich macht.

Nebenzeiten deutlich reduziert

Die ersten zehn Spanntürme kamen im September 2013 zum Einsatz. Mittlerweile hat sich die Zahl auf insgesamt 60 Spanntürme in 15 unterschiedlichen Varianten erhöht. „Im Vordergrund stand, möglichst viele Bauteile gleichzeitig auf einer Palette zu spannen, um so wertvolle Wechselzeit in den Maschinen einzusparen. Mit den Spanntürmen, die Schunk für uns konzipiert hat, erzielen wir hier ausgezeichnete Ergebnisse“, führt Gerhard Aigner abschließend aus.