Scheibenwischer, Höhenverstellungen für Sitze, Klimaanlagen oder Fensterheber: So gut wie überall, wo sich in Kraftfahrzeugen etwas bewegt, sind dafür Elektromotoren verantwortlich. Bis zu 80 Stück pro Auto oder Lkw verrichten leise und zuverlässig ihren Dienst. Gefragter denn je sind die Antriebe auch aufgrund der zunehmenden E-Mobilität: 2019 waren weltweit immerhin schon 7,9 Millionen Elektroautos zugelassen.

Dass E-Motoren Elektrizität in Bewegung umwandeln können, verantworten im Wesentlichen zwei Komponenten: Rotor und Stator. Beide besitzen in der Regel Induktionsspulen, die unter Strom stehend magnetische Felder erzeugen. Durch die Anziehungs- und Abstoßungskräfte der Felder wird der Rotor in Drehbewegung versetzt. Dieser Impuls lässt sich nutzen, um Komponenten anzutreiben – von winzig klein bis riesengroß.

Präzision ist oberstes Gebot

Die Herstellung von Rotoren und Statoren ist aufwendig und beinhaltet eine Vielzahl von Prozessschritten. Die Bauteile bestehen meist aus Elektroblech, das gestanzt und in mehreren Lagen paketiert wird, um so ein gleichmäßigeres, besser nutzbares Magnetfeld als bei Vollmaterialien zu erzeugen. Kienle + Spiess aus Sachsenheim bei Stuttgart ist mit der Produktion von Komponenten für Elektromotoren bestens vertraut. Eine der Kernkompetenzen des 1935 gegründeten Unternehmens ist das Stanzen von Elektroblechen.

„Unsere Produkte kommen in zahlreichen Branchen zum Einsatz, etwa in der Medizintechnik, in Haushaltsgeräten, Industrieanlagen, der Intralogistik oder Energiewirtschaft“, berichtet Produktionsleiter Fritz Zibold. „Den größten Anteil hat jedoch mit fast 50 Prozent die Automotivebranche.“ Neben der zuverlässigen, schnellen Belieferung ist für diese Kunden vor allem eines wichtig: absolute Präzision. „Wie exakt unsere Bauteile gefertigt sind, hat später großen Einfluss auf den fehlerfreien und energieeffizienten Betrieb der Motoren“, betont Zibold. Um in der Produktion reproduzierbar präzise Ergebnisse zu erzielen, setzt das Unternehmen auf hochautomatisierte Fertigungslinien, die sämtliche Prozessschritte vom Abwickeln der Coils bis zur Ausgabe der fertig gestanzten Teile übernehmen.

Maßgeblicher Arbeitsschritt

Ein wichtiger Partner für Kienle + Spiess ist seit vielen Jahren Kohler Maschinenbau. Das Unternehmen mit Sitz im badischen Lahr entwickelt und produziert Bandzuführanlagen und Teilerichtmaschinen für die industrielle Blechbearbeitung. „Das Richten der Blechbänder ist bei uns ein wichtiger Arbeitsschritt, denn durch das Aufwickeln auf Coils entstehen verschiedene Spannungen und Verformungen im Material“, schildert Holger Rentschler, Maschinenentwickler bei Kienle + Spiess. „Diese erschweren zum einen die weitere Verarbeitung und beeinträchtigen zum anderen die Qualität des Endprodukts.“

Um diese Beeinträchtigungen per Richtmaschine zu beseitigen, werden die tonnenschweren Coils mit bis zu 650 mm breiten Bändern zunächst auf eine hydraulische Haspel aufgespannt. Die meisten Anlagen bei Kienle + Spiess sind mit Doppelhaspeln ausgestattet, sodass die Mitarbeiter ein Coil wechseln können, während das andere gerade abgewickelt wird.

Pro Jahr verarbeitet Kienle + Spiess etwa 87 000 t Stahlbänder. Ein automatischer Bandabzug befördert das Material in die Richtmaschine, in der bis zu 21 Walzen das Material umformen. „Aber immer nur so weit, bis die jeweilige Streckgrenze erreicht ist“, betont Rentschler. „Sonst würde sich das Band zusätzlich verformen.“

Der Verlauf der Umformung ähnelt einer abklingenden Sinuskurve, die genauen Parameter hängen unter anderem von der Stärke und Streckgrenze des Bandes ab. Die Mitarbeiter geben diese Werte über ein Bedienpult ein, und die Steuerung berechnet aus den Eingaben die exakte Einstellung des Walzenstuhls. „Für häufig verarbeitete Materialien können die Werte auch gespeichert werden“, ergänzt Rentschler.

Wie bei allen Bandzuführanlagen von Kohler kommen auch in Sachsenheim großzügig dimensionierte Stützrollen zum Einsatz. Im Gegensatz zu marktüblich verbauten schmalen Rollen haben sie eine längere Lebensdauer, müssen seltener ausgetauscht werden und erhöhen zusätzlich die Richtqualität. Außerdem ist dank des erweiterten Reinigungssystems das Inspizieren, Warten und Reinigen der Richtwalzen und Stützrollen ohne großen Aufwand zwischen zwei Arbeitsprozessen möglich. Dazu fährt der Werker per Knopfdruck nacheinander die obere und untere Schieberplatte mit den Walzen und Stützrollen aus. Diese sind nun leicht zugänglich und können von einer Person gereinigt werden.

Mannarm bis zum fertigen Stanzteil

Das Ergebnis des Richtvorgangs ist ein ebenes, spannungsarmes Band, das nun in eine Bandschlaufe läuft, um die unterschiedlichen Vorschübe der Stanz- und Richtmaschinen auszugleichen. Eine Schweißanlage verbindet das Ende eines Bandes mit dem Anfang des nächsten. „So entsteht quasi ein endloses Band, das uns das Arbeiten ohne Unterbrechung ermöglicht“, beschreibt Rentschler. Weitere Anlagenkomponenten messen unter anderem die Banddicke und beseitigen Verunreinigungen, bevor die Rotor- und Statorbauteile in der Stanzmaschine ihre Form erhalten. Schließlich entnehmen Mitarbeiter die Teile und führen sie den weiteren Bearbeitungsschritten zu.

„Kohler hat uns maßgeblich dabei unterstützt, einen effizienten, hochpräzisen und weitgehend mannlosen Fertigungsprozess erfolgreich umzusetzen“, resümiert Produktionsleiter Zibold. Etwa 40 Bandanlagen des Spezialisten sind mittlerweile an den Standorten von Kienle + Spiess im Einsatz. „Sie sind äußerst zuverlässig und wartungsarm, und dank der umfangreichen Sicherheitstechnik sind unsere Mitarbeiter vor Unfällen geschützt.“ Seit mehr als 40 Jahren arbeiten beide Unternehmen zusammen. „Auch bei besonderen Anforderungen stand uns Kohler immer tatkräftig zur Seite“, so Zibold. „Ging es etwa darum, größere Banddurchmesser zu verarbeiten oder höhere Vorschubgeschwindigkeiten umzusetzen, hatten die Experten immer schnell eine passende Lösung parat.“ Die gute Beratung und der kompetente Service seien neben der Qualität und Leistung der Maschinen die Stärken von Kohler.

Gut gerüstet

Der Blick von Kienle + Spiess in die Zukunft ist von Optimismus geprägt. Schließlich ist der Megatrend E-Mobilität erst am Anfang, und die Zahl elektrisch angetriebener Fahrzeuge dürfte in den nächsten Jahren rapide steigen. Zugleich werden moderne Pkw mit immer mehr Komfort- und Sicherheitsfunktionen ausgestattet, die oft Elektromotoren benötigen. „Wir sind auf weiteres Wachstum eingestellt und planen gemeinsam mit Kohler die Installation zusätzlicher Fertigungsanlagen“, verrät Rentschler. „Wir sind froh, einen so leistungsfähigen, zuverlässigen Maschinenlieferanten zu haben, mit dem wir für kommende Herausforderungen gerüstet sind.“

Kohler Maschinenbau GmbH
Einsteinallee 7
77933 Lahr
Tel.: +49 7821 63390
info@kohler-germany.com
www.kohler-germany.com

Kienle + Spiess GmbH
Bahnhofstraße 23
74343 Sachsenheim
Tel.: +49 7147 290
info@kienle-spiess.com
www.kienle-spiess.com