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| Weniger Verbrauch, mehr Energie |
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Ein Navigationsgerät weist den Weg, während die Sitzheizung für wohlige Wärme sorgt: Elektronik ist im Automobil heute kaum noch wegzudenken. Damit der Treibstoffverbrauch trotzdem sinkt, müssen die Stromgeneratoren effizienter werden. Dafür sorgen unter anderem sogenannte Klauenpole der Robert Bosch GmbH des Werks in Stuttgart-Feuerbach (FeP). Damit eine optimale Qualitätssicherung gewährleistet werden kann, setzt FeP im Fertigungsbetrieb ab sofort auf das Koordinatenmessgerät DuraMax von Carl Zeiss.
Ein Klauenpol ist ein etwa faustgroßes Stück Metall mit sechs oder acht nach oben geklappten Zähnen und einem Loch in der Mitte. Er ist wesentlicher Bestandteil von Lichtmaschinen, also Generatoren, die fast jedes motorisierte Fahrzeug mit Strom versorgen. Damit die Lichtmaschinen zukünftig noch mehr Energie erzeugen können, arbeitet die Robert Bosch GmbH mit Hochdruck an der Weiterentwicklung ihrer Klauenpole. Bis zu 30 Prozent mehr Strom soll der neueste Klauenpol-Typ erzeugen können, der im Herbst auf den Markt kommt. Für höchste Qualität sorgen zwei Messgeräte des Typs DuraMax von Carl Zeiss Industrielle Messtechnik (IMT). "Ohne die Koordinatenmessgeräte hätten wir den neuen Klauenpol gar nicht messen können", verdeutlicht Uwe Kasten, FeP/TEF13 – Verfahrensentwicklung Messtechnik im FeP.
Weltweite Experten für Klauenpole
Insgesamt 16,5 Millionen Klauenpole, die in Lichtmaschinen verbaut werden, produziert das FeP pro Jahr. Je zwei ineinander verzahnte Klauenpole bilden das Gerüst für den Läufer. Angetrieben durch den Fahrzeugmotor rotiert dieser im Ständer und erzeugt – dank magnetischer Aufladung und der Umwicklung mit einem statischen Kupferdraht – Strom. Dieser lädt zum einen die Batterie des Fahrzeugs auf, die die im Stand notwendige Energie liefert, zum Beispiel für Licht, Radio oder das Anlassen des Motors. Zum anderen versorgt der Strom das gesamte beim Fahren aktive elektrische System mit Energie.
Schon seit über vier Jahrzehnten ist die Klauenpolherstellung von Bosch in fester Hand des FeP. Nach und nach wanderten die anderen Bereiche der Lichtmaschinenproduktion ins Ausland ab – England, Spanien, Brasilien, Südafrika und Indien. "Nur die Klauenpole stellen wir weiterhin hier in Feuerbach her", freut sich Uwe Kasten. "Die aufwendige Stanztechnik mit dem angegliederten Werkzeugbau konnte nicht in andere Standorte transferiert werden. Da steckt viel zu viel Knowhow drin, welches wir im Laufe der Jahre aufgebaut haben." Know-how, auch in der Messtechnik.
Hohe Anforderungen an Messmittel und Bediener
Die Herstellung der Klauenpole ist aufwändiger. Das Blech, aus dem die Grundform gestanzt wird, ist extrem dick und zäh. Wie Plätzchen aus Kuchenteig werden die sternförmigen Metallteile eng aneinander ausgestochen, um möglichst wenig Rohmaterial zu verschwenden. Dann wird die Grundform gelocht und die Zähne werden nach oben gebogen. Zu guter Letzt kommen die Klauenpole mehrere Stunden in den Glühofen. Erst danach sind sie voll leistungsfähig. So aufwändig wie die Fertigung der Bauteile, so komplex ist auch ihre Form. Kaum eine Fläche ist gerade, kaum ein Zahn symmetrisch, kaum eine Kante verläuft im rechten Winkel. Einfach war die Qualitätssicherung am FeP deshalb noch nie. Bisher setzte das Werk für die fertigungsnahe Serienprüfung klassische Lehren ein: Messschieber, -uhren und -schrauben, Winkelmesser, Höhenmessgeräte... – an bis zu zehn verschiedenen Lehren prüften die Mitarbeiter während der laufenden Fertigung die Maße von Stichproben. Das dauerte nicht nur lang, sondern war auch fehleranfällig – zu stark hingen die Messergebnisse vom jeweiligen Bediener ab. Für umfangreichere Komplettmessungen waren die Mitarbeiter auf den Messraum angewiesen. Das kostete oft wertvolle Zeit. So ergab sich schnell eine weitere Anforderung an das neue Messgerät: "Wir wollten auf alle messtechnischen Informationen direkt in der Produktion zugreifen können", verdeutlicht Kasten.
Alle Wünsche erfüllt
Obwohl Koordinatenmessgeräte von Carl Zeiss IMT schon in vielen Bereichen des FeP zuverlässig die Qualität sichern, machte sich das Werk die Entscheidung für DuraMax nicht leicht. "Wir evaluieren immer den gesamten Markt", erklärt Kasten, "das gehört zu unserer Firmenphilosophie." So kam es, dass mehrere Hersteller angefragt und Tests durchgeführt wurden, bis die Wahl letztlich wieder auf Carl Zeiss fiel: "Als DuraMax 2008 auf der Messe CONTROL vorgestellt wurde, war uns klar, das ist ja genau das was wir brauchen!" Eine robuste Maschine für den fertigungsnahen Einsatz, genau genug für die erforderlichen Toleranzen und preislich trotzdem erschwinglich – DuraMax vereinte alles. Ein weiterer Pluspunkt war die Software. "Wir wollten unseren Mitarbeitern nicht zu viele verschiedene Systeme zumuten", so Kasten. "Mit CALYPSO sind wir bisher sehr gut gefahren. Die Messsoftware bietet eine hohe Flexibilität."
37 Klauenpole und ein Messgerät
Nach zahlreichen Probemessungen investierte Bosch im November 2008 schließlich in zwei DuraMax-Geräte: eins für die Klauenpolproduktion und eins für den Werkzeugbau, um die Erstmusterprüfung der Stanz- und Umformwerkzeuge vorzunehmen. "Im Prinzip ist das System so einfach, dass jeder Mitarbeiter nach einer kleinen Einführung die Messungen selbst durchführen kann – so wie bisher an den Lehren auch", erklärt Kasten. "Dennoch wollten wir ihnen genug Zeit für die Umstellung geben." Denn die Mitarbeiter seien, so Kasten, das A und O. Sie müssen tagtäglich mit dem neuen Prüfmittel arbeiten, müssen alte Gewohnheiten ablegen und sich auf Neues einlassen. "Wir arbeiten deshalb noch parallel mit den bisherigen Lehren. In den nächsten Monaten wollen wir diese jedoch vollständig ersetzen." Schon jetzt zeigt sich das Potenzial der fertigungsnahen Koordinatenmesstechnik: In spätestens sechs Minuten liegt ein Messergebnis vor – statt früher manchmal erst nach einem halben Tag. Mit einer leichten Anpassung am Träger können Mitarbeiter jeden der 37 verschiedenen Klauenpoltypen – auch den allerneuesten – zuverlässig prüfen. Bei den klassischen Lehren war der Umbau weit aufwändiger. Darüber hinaus ist der Bedienereinfluss jetzt so gut wie ausgeschlossen. Und die Mitarbeiter selbst sind während des Messvorgangs nicht gebunden. So ist Uwe Kasten heute mehr als zufrieden: "DuraMax kann genau das was wir wollen. Natürlich ist er nicht so leistungsfähig wie das Highend-Messgerät PRISMO – aber das wäre hier auch übertrieben." Die Zusammenarbeit mit Carl Zeiss würde Uwe Kasten in Zukunft gerne weiter ausbauen, zum Beispiel bei einem "CALYPSO-Anwendertag", übergreifend für alle Standorte der Robert Bosch GmbH: "Wir haben weltweit viele Messgeräte mit dieser Software im Einsatz. Und unsere Produkte stellen hohe Anforderungen an den Messprogrammierer und die Software. An so einem Tag könnten die Mitarbeiter sich austauschen und viel lernen – voneinander, aber auch von den Experten von Carl Zeiss." | |
Auf einen Blick:
| Branche: | Fertigung |
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| Kunde: | Bosch Gruppe |
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| Produkte: | Klauenpole |
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| Messgerät: | DuraMax |
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| Erfolge: | Optimale Qualitätssicherung |
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Bosch-Gruppe
Die Bosch-Gruppe ist ein international führendes Technologie- und Dienstleistungsunternehmen. Mit Kraftfahrzeug- und Industrietechnik sowie Gebrauchsgütern und Gebäudetechnik erwirtschafteten rund 285.000 Mitarbeiter im Geschäftsjahr 2010 einen Umsatz von 47,3 Milliarden Euro. |
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