Rohrbearbeitung Flexible Fertigung von Filter-Stützrohren auf einer Fertigungszelle von Weil Engineering

Autor / Redakteur: Ralph Schiffler / Annedore Munde

Erfahrung und Kreativität gepaart mit Engagement und modernem Equipment – so in etwa lässt sich die Philosophie der K. & H. Eppensteiner GmbH & Co. KG aus Ketsch am Rhein beschreiben. Dabei dürfte das Unternehmen dem einen oder anderen besser bekannt sein unter dem Markennamen EPE, unter dem die Ketscher hochwertige Industriefilter und Hydrospeicher entwickeln, produzieren und weltweit vertreiben. Zu den Herzstücken der Produktion zählt dabei die individuelle Stützrohr-Produktion auf einer teilautomatisierten Fertigungszelle von Weil Engineering mit integrierten Runde- und Laserschweißmaschinen.

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Gegründet im Jahr 1926 und zunächst als Metalldrückerei und Lohnfertiger für Siebe und ähnliche Produkte aktiv, entwickelte sich die K. & H. Eppensteiner GmbH & Co. KG über die Jahre und Jahrzehnte zu einem mittelständischen Unternehmen mit heute 230 Beschäftigten und einem Jahresumsatz von rund 25 Mio. Euro. Produziert werden Filtersysteme zur Reinigung der Betriebs-flüssigkeiten von Maschinen und Anlagen sowie Hydrospeicher zur Kompensation von Druckschwankungen in hydraulischen Kreisläufen – und das mit einer hohen Fertigungsintensität und entsprechender Wertschöpfung hauptsächlich im Stamm-werk Ketsch, wobei im Bedarfsfall Zulieferer aus der Region reibungslos in die Prozesskette integriert werden.

Dabei lässt sich die Fertigung in zwei Bereiche differenzieren: in die Herstellung der Filter und in die Produktion der Filterelemente. Jährlich werden rund 500000 Filtersysteme hergestellt, bei denen sich die Stückzahlen zwischen 1 und 2000 pro Charge bewegen. Mit der Kombination aus Technologie für die Herstellung von individuellen Filterelementen, umfassendem Maschinenpark zur Herstellung der Stütz-rohre und Metallteile sowie hoch qualifiziertem Personal ist man in der Lage, jedweden Kundenwunsch flexibel und auch termingerecht erfüllen zu können.

Vor allem aber legen die Ketscher Spezialisten sehr viel Wert auf Qualität. Denn nur hochwertige Filtersysteme und Hydrospeicher gewährleisten einen störungsfreien Betrieb von Maschinen und Anlagen. Die K. & H. Eppensteiner GmbH & Co. KG setzt zur Sicherstellung der Qualität und der gebotenen Wirtschaftlichkeit auf den erwähnt hohen Eigenfertigungsgrad und nutzt dazu modernste Technologien und Verfahren.

Hohe Produktions-Flexibilität gesucht

Mit gezielten Investitionen wird die Wettbewerbskraft nachhaltig gestützt, wobei man auch bereit ist, eingefahrene Gleise zu verlassen. Jüngstes Beispiel dafür ist eine flexible Fertigungszelle für die Herstellung individueller Filter-Stützrohre. Hubert Auer, Geschäftsführer von K. & H. Eppensteiner, erläutert die Ausgangssituation: „Wir haben 20 Baureihen und innerhalb dieser gibt es jeweils drei bis fünf Größen. Hinzu kommen 20 unterschiedliche Filtermaterialien, drei verschiedene Klebstoffe und fünf unterschiedliche Dicht-werkstoffe. Unter dem Strich summieren sich daraus einige Tausend Varianten, die es trotzdem wirtschaftlich zu fertigen gilt. Als nun die Rationalisierung und Moderni-sierung der Herstellung kundenspezifischer Stützrohre auf die Tagesordnung rückte, ha-ben wir nach einer hochflexiblen, weitgehend automatisierten sowie das Schweißen integrierenden Lösung gesucht.“

Die Stützrohre entstehen in der Regel ab Coil oder Rohblech aus im eigenen Haus speziell gestanzten respektive perforierten und danach auf Breite und Länge zugeschnittenen Platinen. Diese wiederum werden wahlweise aus Weißblech, verzinktem Stahlblech und Edelstahl 1.4571 oder 1.4404 gefertigt, was an die Verbindungstechnik doch einige Ansprüche stellt.

In diesem Zusammenhang nahm die K. & H. Eppensteiner GmbH Kontakt mit der Weil Engineering GmbH aus Müllheim auf. Deren exzellenter Ruf als Entwickler und Hersteller von modular konzipierten Maschinen und Einrichtungen für die Ferti-gung und das Schweißen von Rohren und rohrähnlichen Produkten hatte sich bis nach Ketsch herumgesprochen. Die Schwierigkeit am konkreten Beispiel des Anwenders K. & H. Eppensteiner lag nun darin, dass in der neuen Rohr-Fertigungszelle sowohl Stützrohre für die in Kleinserien zu produzierenden Filter als auch Einzelteile für Sonderfilter hergestellt werden sollten, nämlich Kurzrohre bis zu einem Durchmesser von 75 mm und einer Länge von 250 mm beziehungsweise Stützrohre ab 76 und bis 400 mm Durchmesser und einer Länge von rund 1000 mm.

Die Weil Engineering GmbH konzipierte und realisierte daraufhin für Eppensteiner eine maßgeschneiderte Produktionslösung, die, parallel zur Groß- und Mittelserienfertigung, den gesamten Bereich spezieller Kundenfilter abdeckt und darüber hinaus Kapazitäten zur Lohnfertigung von gelochten oder nicht gelochten lasergeschweißten Rohren im kleinen Durchmesserbereich bietet.

Die integrierte und dabei offene Fertigungszelle besteht aus folgenden System-Modulen:– einer kombinierten Rohrfertigungsmaschine Typ Minimaster zum Runden und Laserschweißen von kleineren, kurzen Rohren mit Durchmessern von 25 bis 75 mm für Rohrlängen von 30 bis 250 mm und Blechdicken von 0,4 und bis 2,0 mm. Die Beschickung der Rundeeinheit erfolgt durch den in der Maschine integrierten Doppelabstapler, der Platinen aus zwei Platinenmagazinen automatisch abstapeln kann.– einer Rundemaschine Typ RMA 400/1000 zum Runden von Rohren im Durchmesserbereich 74 bis 400 mm für Rohrlängen bis maximal 1000 mm bei Blechdicken von 0,4 bis 2,5 mm mit integriertem Platinen-Zufuhrtisch,– einer Laser-Längsnahtschweißmaschine Flexmaster 400, für Rohre bis maximal 400 mm Durchmesser und 1270 mm Länge,– einer Laserschweißquelle vom Typ TLF 3200 mit 3,2 kW Leistung sowie– einer Strahlweiche zur Versorgung der beiden Schweißmaschinen mit nur einer Laserquelle, was letztendlich eine hohe Wirtschaftlichkeit bedeutet.

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Der Ablauf in der Stützrohr-Fertigungszelle gestaltet sich zweigeteilt wie folgt: Je nach Stützrohrgröße und Charge kommen die perforierten und auf das entsprechende (Abwicklungs-) Maß zugeschnittenen Pla-tinen entweder auf den Zuführtisch zur Stand-alone-Rundemaschine oder eben in eines der Stapelmagazine der kombinierten Rohrfertigungsmaschine. Handelt sich um größere Teile, werden diese in der Runde-maschine gerundet und danach manuell in die daneben stehende Laser-Längsnahtschweißmaschine eingegeben. Dies kann, in Form einer zeit- und wegoptimierten Mehrmaschinen-Bedienung, lediglich durch eine Person geschehen, denn während des Rundens kann geschweißt und während des Schweißens bereits die nächste Platine auf den Zuführtisch der Rundemaschine gelegt werden. Bei kleinen (Serien-)Teilen dagegen legt ein Bediener bis zu drei Platinen-Stapel in das Magazin der kombinierten (Runden/Laserschweißen) Rohrfertigungsmaschine ein und lässt diese dann automatisch arbeiten.

Universelle Fertigungszelle

Über die erwähnte Strahlweiche ist es möglich, die Kombimaschine Minimaster und die Schweißmaschine Flexmaster aus nur einer Strahlquelle zu versorgen und so mit kurzem Zeitversatz quasi gleichzeitig zu betreiben. Der3,2-kW-Laser deckt das gesamte Spektrum der bei K. & H. Eppensteiner zu schweißenden Materialien problemlos ab und hat sogar noch Kapazitätsreserven. Das Laserschweißen bietet enorme Vorteile, insbesondere bei Schweißungen im Bereich der Lochung, was das Perforieren und Zuschneiden der Platinen erheblich vereinfacht, da kein Steg benötigt wird.

Die kombinierte Runde- und Schweißmaschine Minimaster sowie die Stand-alone-Rundemaschine RMA und die Laser-Längsnahtschweißmaschine Flexmaster lassen sich ohne großen Arbeits- und Zeitaufwand schnell umrüsten, so dass ohne längere Unterbrechungen gearbeitet werden kann. Das gilt umso mehr, da das wechselseitige Runden und Schweißen die Umrüstung einer Station erlaubt, während in den anderen weiter produziert werden kann. Zum Produktwechsel müssen lediglich Oberwalzen und Schweißrollen (Minimaster), Oberwalzen oder Aufsteckhülsen (RMA) respektive Einlege-schalen (Flexmaster) gewechselt werden, so dass sich nicht nur die Rüstzeiten, sondern auch die Rüstkosten in engen Grenzen halten.

Schließlich ist mit der Kombimaschine Minimaster auch das Laserschweißen von Rohren möglich, die nicht auf der Rundeeinheit eingeformt werden können: Diese werden auf einer externen Presse zunächst eingeformt und dann als Rohr-Rohlinge manuell der Schweißeinheit zugeführt. Laut Auskunft von Hubert Auer eignet sich die flexible Rohrfertigungszelle von Weil Engineering ideal für die bei Eppensteiner anstehenden Aufgaben: „Wir fertigen damit Stützrohre in Materialdicken von 0,3 bis 2,5 mm und nutzen die kombinierte Runde- und Schweißmaschine Minimaster jetzt schon für 70 bis 80 beziehungsweise die Stand-alone-Rundemaschine RMA sowie die Flexmaster-Längsnahtschweißmaschine für weitere über 100 Teilevarianten. Wir konnten mit der Rohrfertigungszelle die Produkt- und Liefer-Flexibilität für die Kunden erweitern und sind unter dem Strich in der Lage, die Kundenwünsche noch schneller auf zudem noch höherem Niveau zu befriedigen. Denn wir haben darüber hinaus durch die exakte Rundheit auf ± 0,2 mm und die hervorragende Festigkeit der Laserschweiß-naht eine Qualitätsverbesserung zu verzeichnen, die sich für unsere Kunden in Gestalt höherer Druckbelastungen und längerer Standzeiten auszahlt.“

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