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Artikel und Hintergründe zum Thema

Mechanische Gelenkverbindungen

Baugruppen nach Maß

Viele mittelständische Zulieferunternehmen haben in den letzten Jahren den Wandel vollzogen vom reinen Teilelieferanten zum Hersteller einbaufertiger Baugruppen und Systeme. Auch das Külsheimer Familienunternehmen MBO Oßwald ist seit geraumer Zeit dabei, diesen Veränderungsprozess zu durchlaufen. Mit wachsendem Erfolg, wie SCOPE-Redakteur Michael Stöcker bei seinen Recherchen erfuhr.

Moderne CNC-Rundtaktzellen: Blick in die Fertigung von Zulieferer MBO Oßwald

Bewegliche mechanische Verbindungselemente aus Stahl und Edelstahl sind seit jeher die Spezialität von MBO Oßwald. Mit hochwertigen Winkel- und Wellengelenken, Gelenkköpfen sowie Axialgelenken und Gabelköpfen hat sich das heute 70 Mitarbeiter starke Unternehmen einen Namen gemacht. Mit diesen Standard- und Normelementen und den passenden Zubehörteilen für das montagetechnische Drumherum kennt es sich aus; auf diesem Gebiet hat es sich seit seiner Gründung im Jahr 1967 eine führende Position als Premiumhersteller erworben. Allerdings hat es neben diesen Kernprodukten schon früh damit begonnen, auf der Basis seiner fertigungstechnischen Kompetenzen in der Dreh- und Frästechnik auch Präzisionsteile anderer Art herzustellen - etwa Gewindestücke, Führungsbolzen, Schlauchadapter und viele andere ähnliche Bauteile. Und auch die Realisierung von Baugruppen wie beispielsweise vormontierter Gelenkstangen-Kombinationen mit Gabel- und Winkelgelenken gehört bereits seit einigen Jahren zum Portfolio des Unternehmens. Das aktuelle Standardsortiment umfasst mehr als 12.000 Teile.

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Ein noch relativ junger Geschäftsbereich ist hingegen die reine Projektarbeit, also die Entwicklung und Herstellung spezieller kundenspezifischer Bauteile und Baugruppen. „In diesem Bereich erschließen wir uns aber mit steigender Tendenz immer mehr neue Marktsegmente. Das ist eine sehr spannende Entwicklung“, sagt Lothar Winkler, der Vertriebsleiter von MBO Oßwald. Zwei aktuelle Fallbeispiele aus ganz unterschiedlichen Branchen führen vor Augen, wie weit die Anforderungen dabei auseinander liegen können – und wie weit man inzwischen die Wünsche der Kunden erfüllen kann.

Blicken wir zunächst nach Höpfingen im Neckar-Odenwald-Kreis. Dort ansässig ist das Unternehmen Böhrer, ein Hersteller moderner Logistiksysteme für Apotheken. Für dessen inzwischen international patentiertes Fördersystem Quick-Move entwickelte MBO Oßwald ein hochspezialisiertes Doppelaxialgelenk. Soweit sogut. Um aber die Dimensionen dieses Projekts einordnen zu können, muss man wissen, dass es heute für viele Apotheken wirtschaftlich ist, von den althergebrachten Schubsäulen auf ein vollautomatisches Warenlager umzusteigen. Denn so können alle Artikel automatisiert ein- und ausgelagert werden, und der Apotheker kann den Kunden an der Verkaufstheke beraten, während ihm die Ware automatisch zugespielt wird.

Im Idealfall befindet sich einer solcher „Kommissionierautomat“ direkt hinter der Sichtwahl, also im Rücken des Apothekers. Der muss sich dann nur noch kurz umdrehen, um die Ware zu entnehmen und sie dem Kunden überreichen. Allerdings kommt es häufig vor, dass sich der Kommissionierautomat nicht in unmittelbarer Nähe der Verkaufsfläche befindet. Denn zum einen soll möglichst viel Ladenfläche für den Verkauf genutzt werden, und zum anderen kann der Apotheker Mietkosten sparen, weil beispielsweise Kellerräume oft viel günstiger sind als die Ladenräume. Zudem bietet ein kühler, dunkler Keller optimale Lagerbedingungen für Medikamente und Kosmetika.

"Dreidimensionale Apotheken-Autobahn"

In diesem Fall jedoch ist eine fördertechnische Lösung für den Warentransport erforderlich. Daraus entsteht ein Problem: Die Hersteller von Kommissionierautomaten kümmern sich in der Regel nicht konsequent um die Fördertechnik, sondern greifen auf Standardkomponenten wie etwa Förderbänder (Steigungswinkel begrenzt!), Lifte (teuer) oder Spindeln und Rutschen zurück. Oft müssen dann mehrere Bänder, Abweiser, Lifte und Rutschen gekoppelt werden, um eine einzige Ausgabestelle zu erreichen. Zahlreiche Motoren sind beteiligt, erzeugen Lärm und kosten Energie. Das ist nicht optimal.

Im Hause Böhrer machte man sich deshalb Gedanken über ein völlig neuartiges Fördersystem. „Ziel war es, eine technische Möglichkeit zu schaffen, mit der die Ware über beliebige Hindernisse und bauliche Hürden hinweg von A nach B kommt, ohne dabei das Transportmedium zu wechseln. Eine Art dreidimensionale Apotheken-Autobahn musste her“, berichtet Manfred Weber, der Vertriebs- und Marketingleiter des Logistikunternehmens. Dieses Ziel vor Augen, wagte man sich Anfang 2011 in Zusammenarbeit mit einem Ingenieurbüro aus dem Maschinenbau an die Realisierung erster Prototypen.

Für die Bahnstrecke kam ein Aluminium-Profilrohr mit einer innen liegenden Lauffläche und außenliegenden Nuten für Befestigungen, basierend auf dem Bosch-Standard für die Befestigung von Nutensteinen, zum Einsatz. Aus Gründen der Geräuscharmut und Stabilität wählte man für die horizontalen und vertikalen Kurvenelemente den technischen Kunststoff Lexan 920. Das Herzstück von Quick-Move war zunächst eine Reihe aneinander gekoppelter "Waggons" - man könnte sie auch als "Shuttles" bezeichnen - die als Zug durch das Aluminiumrohr und die Kurvenelemente hindurch geführt wurden. Sie bestanden in der ersten Generation aus Polyamid und hatten kugelgelagerte Rollen mit einer Beschichtung aus dem geräuscharmen Werkstoff Desmopan 192.

Das neuartige Fördersystem präsentierte Böhrer einem größeren Fachpublikum erstmals auf der Motek im Herbst 2011 - und erlebte eine waschechte Überraschung: "Wir hatten zwar alle größeren Apotheken zu diesem Event eingeladen, womit wir aber überhaupt nicht gerechnet hatten, war das große Interesse der Industrie, speziell der Automobilbauer und Automobil-Zulieferer. Alles was Rang und Namen hat, besuchte unseren Messestand und informierte sich über Quick-Move", erzählt Manfred Weber. Danach jagte ein Messeerfolg den anderen und 2012 erhielt das Unternehmen eine Einladung zum weltweit ersten Tag der Fördertechnik bei VW in Wolfsburg. "Die Nachfrage war enorm und die ersten Projektanfragen konkretisierten sich", erinnert sich Weber.

Bei den Gesprächen mit den industriellen Interessenten stellte sich jedoch heraus, dass bei deren Anwendungen mit wesentlich höheren Transportlasten zu rechnen ist. Aus diesem Grund ließ das Unternehmen das System weiterentwickeln. Dabei erweis es sich vor allem als erforderlich, die Verbindung der Waggons - sie bestand bis dahin aus einem Kunststoffgelenk - zu verstärken. Bei seinen Überlegungen stieß das Böhrer-Team unter anderem auf das Thema "Kugelgelenk aus Metall". Als die Entwickler mit diesem Begriff im Internet suchten, trafen sie auf das Unternehmen MBO Oßwald, und schon bei der ersten Kontaktaufnahme ließen sich die Techniker aus dem benachbarten Külsheim-Steinbach vom Quick-Move Konzept begeistern. "Unsere Ingenieure und Konstrukteure sind echte Spezialisten, wenn es um das 'Denken von Gelenken' geht; und da es hier zudem um eine sehr innovative Aufgabenstellung mit hohen dynamischen Anforderungen ging, war das ein überaus reizvolles Projekt für uns", berichtet Lothar Winkler von MBO Oßwald. Man entschied sich schnell für eine Zusammenarbeit.

Über mehrere Iterationsstufen hinweg näherten sich die Entwicklungsteams der beiden Unternehmen in den darauffolgenden Wochen der heutigen Lösung. „Ausgangspunkt waren bewährte Komponenten unseres Standardsortiments, die mit Blick auf die spezifischen Anforderungen von Böhrer weiterentwickelt wurden“, erläutert Winkler. Dabei realisierte der Zulieferer alle benötigten Metallteile für die aktuelle Quick-Move-Verbindung. Beispielsweise entwickelte er aus einem einfachen Kugelgelenk ein Doppelkugelgelenk, das im mittleren Bereich zusätzlich abgedreht wurde, um Gewicht einzusparen. Die komplette Verbindung bestand nun aus Metall und war somit um ein vielfaches belastbarer als die ursprüngliche Kunststoff-Verbindung. Das neue Doppelaxialgelenk hat ein Funktionsmaß von 130 mm, ein Anschlussgewinde M8 (Rechtsgewinde), eine verzinkte Oberfläche und wiegt nur 140 Gramm.

Die einzelnen Shuttles wurden als Doppelwagen ausgelegt und erhielten eine massive Koppelplatte aus Metall zur Befestigung beliebiger Ladungsträger. Alle Musterteile und Prototypen wurden nach kurzer telefonischer Rücksprache stets zeitnah geliefert und oft von einem MBO-Mitarbeiter persönlich zum Kunden gebracht - "dabei war die geographische Nähe unserer beiden Unternehmen ein großer Vorteil bei der praktischen Projektarbeit", sagt Vertriebsleiter Winkler. Und Manfred Weber betont: "Dank der guten Zusammenarbeit mit den MBO-Konstrukteuren ist es uns gelungen, unser Quick Move fit zu machen für den Einsatz in anderen Branchen". Da Shuttle-Systeme in der Industrie derzeit Hochkonjunktur haben, stehen die Zeichen überaus günstig, dass Böhrer mit seiner Fördertechnik-Lösung einen echten Volltreffer landet.

Das zweite aktuelle Projektbeispiel, in dem MBO Oßwald jüngst eine kreative Doppelrolle als Entwickler und Zulieferer spielte, führt in eine ganz andere Region und eine völlig andere Branche: In Lutherstadt Eisleben hat das Unternehmen Natural Energy Folta, kurz NEF, seinen Firmensitz. Es ist spezialisiert auf die Umsetzung moderner Energiemanagementkonzepte und Energiesysteme auf der Basis der Photovoltaik und Solarthermik. Dabei reicht das Leistungsspektrum des 2004 gegründeten Unternehmens von der energietechnischen Analysearbeit über die Realisierung kompletter Anlagen bis hin zu Überwachung und Rückbau. "Im Rahmen unseres breit gefächerten Portfolios entwickeln wir auch eigene Systemlösungen wie etwa flexible Befestigungs- und Trägerkonstruktionen für die Montage von PV- und Solaranlagen auf Freiflächen und Gebäudedächern", berichtet Firmengründer und Inhaber Enrico Folta.

Relativ neu im Programm führt das Unternehmen Trägereinheiten namens NEF-Baseline für seine modularen Montagesysteme, mit denen sich PV- und Solarthermik-Anlagen ohne Durchdringung der Dachhaut sicher auf Flach-, Papp- und Foliendächern montieren lassen. Die Trägereinheiten bestehen aus zusammensteckbaren Platten aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), einem Gummi-Werkstoff mit hoher Wetter-, Feuchtigkeits-, Ozon- und Hitzebeständigkeit. Sie bilden meist die Grundlage für den Aufbau der Profilkonstuktion zur Montage von PV-Paneelen.

Als während der Entwicklung des Systems die Frage auftauchte, wie eine sichere und flexibel einstellbare Verbindung zwischen den EDPM-Platten und den weiteren Aufbauten geschaffen werden könnte, kam MBO Oßwald ins Spiel. „Benötigt wurde eine geometrisch einfache verbindungstechnische Lösung, die sich einerseits sicher und belastbar in unsere Kautschukplatten einsetzen lässt, mit der sich aber andererseits eine flexible und möglichst bewegliche Anbindung an den montagetechnischen Überbau herstellen lassen muss“, erklärt Firmenchef Folta.

MBO-Vertriebsleiter Winkler sagt dazu: „Einmal mehr war diese Anwendung ein neues Projekt außerhalb unserer bisherigen Aktivitäten. Er entpuppte sich aber rasch als wie geschaffen für unsere Techniker.“ Sie übernahmen den Entwurf von Enrico Folta und entwickelten ihn weiter zu einer mehrteiligen Edelstahl-Konstruktion aus einer außengerändelten Gewindebuchse, die in die EDPM-Platte eingegossen wurde, und einem Anschlussgewinde mit einer Aufnahme für eine Kugelgelenkstange, an deren oberem Ende sich die weiteren Aufbauten anschrauben lassen. Das etwa 240 Gramm schwere Spezialgelenk hat eine Länge von 80 mm und ein rundum bewegliches Kugelgelenk, das sich – je nach Montagesituation – schwenken und einstellen lässt. „Genau so etwas hatten wir uns gewünscht: Eine statisch belastbare aber flexibel justierbare Verbindung, die sich vielseitig einsetzen und anpassen lässt“, kommentiert Enrico Folta das Ergebnis der gemeinsamen Projektarbeit mit MBO Oßwald.

Repräsentativer Charakter

Aus der Sicht von Vertriebsleiter Lothar Winkler haben die beschriebenen Fallbeispiele durchaus repräsentativen Charakter für den weiteren Ausbau des Projektgeschäfts von MBO Oßwald. Das Unternehmen bringt dafür beste Voraussetzungen mit: Einen modernen CNC-Maschinenpark, einem unterbrechungsfreien Fertigungsprozess vom Stangenmaterial bis zum Endprodukt (Rundtaktfertigung), eine vollautomatische Maschinen- und Werkzeugüberwachung, eine durchgängige und digitalisierte Qualitätssicherung, eine 3D CAD-Konstruktion und leistungsfähige Werkzeugkonzepte. Da es als Zulieferer von Standard- und Normelementen in den letzten Jahrzehnten für viele Branchen von der Spielzeugindustrie über die Automatisierung bis hin zum Automobilbau tätig war, konnte es zudem viel Anwendungswissen sammeln. Gut vorstellbar also, dass MBO Oßwald auf der Basis dieses Knowhow-Fundus in Zukunft ein zunehmend interessanter Partner auch für völlig neue Entwicklungen rund um das Thema Mechanische Gelenkverbindungen wird. Man darf gespannt sein. Michael Stöcker

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