Zu Beginn des Jahres 2018 wurden erste Kontakte zwischen Bacher und CHIRON geknüpft. Mit einem konkreten Spektrum zu fertigender Bauteile und deren Varianten sowie einer Zielgröße für die Bearbeitungsdauer der Komplettbearbeitung dieser Komponenten im Gepäck, machte sich der Tuttlinger Maschinenbauer ans Werk.

Welches Ass CHIRON aus dem Ärmel zog und wie die Lösung schlussendlich aussah, erfahren Sie im ausführlichen Artikel bei der WB Werkstatt+Betrieb.

Weitere Informationen: www.bacher-medizintechnik.de

Autor: Oliver Ehm
Veröffentlicht mit freundlicher Genehmigung der Fa. Gebr. Märklin & Cie. GmbH

Als weitere Vorteile beschreibt der Experte, dass sich das Material leicht be- und verarbeiten sowie beschichten lässt und für einen Modellbahnpark sehr viele gute Eigenschaften mit sich bringt. Insbesondere für die Lokomotiven und hier in erster Linie im Aufbaubereich sowie im Fahrwerksbereich findet der Druckguss sehr viel Anwendung. »Alles was bei uns an Druckgussteilen in unseren Modellen verarbeitet wird, wird zu 98 Prozent hier in Göppingen in unserer Gießerei gefertigt«, erklärt Jochen Gaißert. »Den Rest – etwa die Antriebe – kaufen wir zu, die sind von der Dimension so, dass wir sie selbst nicht herstellen könnten.« In Göppingen bündelt Märklin alle notwendigen Fertigungstechnologien, die man für eine Modellbahn benötigt. Dazu gehören Werkzeug- und Formenbau, Druckguss, Spritzguss, Drehen, Zahnradfertigung, Galvanik (Vernickeln), Farbgebung, eine kleine Stanzerei, Montage und Qualitätssicherung. Auch das Zweigwerk in Ungarn wird aus Göppingen mit Teilen beliefert, die dort farbgegeben und montiert werden, beschreibt der Fertigungsplaner.

36 Jahre Partnerschaft
Im Jahr 1984 hat Märklin die erste CNC-Maschine von CHIRON beschafft – eine FZ 16. Das war für das Traditionsunternehmen zugleich der Einstieg in die Komplettbearbeitung im Fahrwerksbereich der Lokomotiven. Zu dieser Zeit produzierten die Göppinger die Antriebe noch selbst, daher war die Fahrwerk- und Getriebebearbeitung ein Schwerpunkt in der Fertigung. Märklin ist Anfang der 80er auf CHIRON zugegangen, weil der Maschinenhersteller aus Tuttlingen laut Jochen Gaißert der einzige Anbieter war, der Mehrspindelköpfe adaptierte und auf der Maschine Prozesszeiten realisierte, die von der Wirtschaftlichkeit den bis dato vorhandenen, konventionellen Bearbeitungspark ablösen konnte. »Auf eine andere Art und Weise wären wir in wirtschaftlicher Hinsicht nie in eine entsprechende Richtung gekommen«, ist der Fertigungsplaner überzeugt. »Die CHIRON-Maschinen überzeugen auch heute noch durch ihre sehr kurzen Nebenzeiten und bei uns gibt es viele Werkzeugwechsel und Bearbeitungen.«

Zwar werden von Zeit zu Zeit immer auch wieder Evaluierungen bezüglich anderer Hersteller durchgeführt, doch die Nebenzeiten und der Aufbau der Maschine sind laut Jochen Gaißert für die Anwendungen bei Märklin genau das, was das Unternehmen benötigt. »Seit etlichen Jahren ist für uns klar, dass wir mit großer Wahrscheinlichkeit bei CHIRON bleiben. Wenn eine neue Maschinengeneration herauskommt und insbesondere als damals die FZ 08 auf den Markt kam, hat es uns die damalige CHIRON-Vertretung ermöglicht, die Maschine bei einer anderen Firma zu begutachten, bevor sie auf dem Markt war«, bilanziert Jochen Gaißert. »Kurz nach Markteinführung haben wir dann auch gleich ein Bearbeitungszentrum gekauft.« Das proaktive Engagement des Maschinenbauers schätzen die Verantwortlichen bei Märklin hoch ein. »Wir haben unsere Schnittstellen und Vorrichtungen gemeinsam mit CHIRON in einer groß angelegten Aktion adaptiert. CHIRON hat sich dabei sehr stark mit eingebracht. Sogar der Maschinenaufbau wurde extra für uns angepasst«, erinnert sich Jochen Gaißert. »Hinzu kommt, die Maschinen sind sehr zuverlässig, stabil und arbeiten äußerst präzise.«

Das Märklin an CHIRON festhält, hat jedoch auch pragmatische Gründe. »Durch den homogenen Maschinenpark haben wir große Vorteile. Die Steuerungsvielfalt ist überschaubar, die Ersatzteilversorgung ist hervorragend und die Mitarbeiter sind auf dieses Prinzip eingearbeitet. Sie wissen wie CHIRON funktioniert und der Kontakt der Mitarbeiter in Richtung Service oder Programmierung ist hervorragend, wenn wirklich mal was sein sollte«, verrät der Fertigungsplaner. »Damit ein Wettbewerber bei uns Fuß fassen könnte, müsste er schon ganz erhebliche Vorteile bieten.« Eine unkontrollierte Herstellervielfalt versucht Märklin zu vermeiden, denn der ganze organisatorische Aufwand, den ein heterogener Maschinenpark innerhalb einer Fertigungstechnik nach sich zöge, wäre nur schwer zu beherrschen.

Unter Umständen sind verschiedene Werkzeugsysteme oder Messtechnik nötig, das wiederum würde die Kosten in die Höhe treiben. Laut Jochen Gaißert hätte man intern auch einmal STAMA, ebenfalls eine Marke der CHIRON Group, ins Auge gefasst, aber dann doch verworfen. Grund: Die Schwenkhalter und das Kettenwerkzeugwechselprinzip von CHIRON bietet im Vergleich zum Radwechselprinzip bei STAMA Vorteile bei Störkonturen. Die neueste Maschine ist aus dem Jahr 2014. Die Bearbeitungszentren sind rund 20 Jahre im Einsatz an fünf Tagen die Woche in zwei Schichten.

Fertigung modernisiert
Mittlerweile hat sich der Fokus in der Fertigung bei Märklin wieder gewandelt. Aktuell bearbeiten die Göppinger mit insgesamt sechs Bearbeitungszentren – drei FZ 08, zwei FZ 08 Magnum und einer FZ 12 – in erster Linie Aufbau- und Lokgehäuse. Bei den Antrieben setzt das Unternehmen jetzt auf Industriemotoren, die zugekauft werden, dafür hat sich aber der Detailgrad im Aufbau und Lokgehäusebereich erheblich erhöht. Laut den Experten von Märklin ergibt sich daraus die ständige Herausforderung einen Mittelweg zwischen dem was gießtechnisch machbar oder nur mit sehr hohem Aufwand erreichbar ist und dem, was sich im Nachhinein mit dem Bearbeitungszentrum wirtschaftlicher erledigen lässt, zu finden. »Mittlerweile sind wir in der vierten Maschinen Generation bei CHIRON.

Alles läuft sehr gut und die Zusammenarbeit klappt perfekt«, erläutert Jochen Gaißert. Hier hebt der Fertigungsplaner besonders die Unterstützung bezüglich Prozesszeitgenerierung oder aber bei Machbarkeitsstudien hervor. Auch Testbearbeitungen seien möglich. »Vor zwei Jahren waren wir mal bei CHIRON, weil wir was Neues ausprobiert haben, da haben wir aus einem Halbzeug ein Fahrgestell gefräst. Wir haben das zunächst hier programmiert und verschiedene Versuche gemacht, waren aber mit dem Ergebnis nicht voll zufrieden«, erinnert sich Sven Dannenmann, Leiter Druckguss/Gussbearbeitung bei Märklin. »Wir sind dann auf CHIRON zugegangen. Sie haben das Programm überarbeitet und dann Probeteile gefertigt.« Jochen Gaißert ergänzt: »Diese Konstellation der Fertigung war zu dem Zeitpunkt für uns Neuland. Wir hatten zwar eine Fünf-Achs-Maschine, aber die verwendeten wir nur für die Positionierung, weil wir Bohrungen in einem entsprechenden Winkel benötigten.

In diesem Projekt wollten wir ein Fahrwerk aus dem Vollen fräsen für die kleine Spurweite Z. Das hatten wir bis dahin noch nicht gemacht.« Sven Dannenmann fügt hinzu: »Wenn bei uns im Haus ein neues Produkt in der Konstruktionsphase und unsere Spezialisten vor Ort mit ihrer jahrelangen Erfahrung fertigungstechnisch an ihre Grenzen stoßen, wenden wir uns an CHIRON und wissen dann einen kompetenten Partner an unserer Seite.« Bernd Hechler, Technische Beratung/Vertrieb bei CHIRON ergänzt: »Die Entwicklung liegt zu 100 Prozent in der Hand von Märklin, CHIRON kommt nur ins Spiel, wenn es wirklich um die Anwendungen geht, bei denen die Spezialisten Unterstützung brauchen.« Da eine der größten Herausforderungen für Märklin die Realitätstreue ist, sitzen bei der Entwicklung und Fertigung die beteiligten Abteilungen mit im Boot, um mögliche Probleme frühzeitig zu erkennen und gegensteuern zu können.

Je nach Teileabhängigkeit fertigt Märklin zwischen 80 und 200 Gehäuse und Aufbauten pro Tag. Die Laufzeiten variieren pro Teil sehr erheblich, in Abhängigkeit der Komplexität der Teile – also der Ausstattung und den Details. »Manchmal benötigt so ein Bauteil bis zu 4 Minuten«, erklärt Jochen Gaißert. »Es gibt aber auch einfache Werkstücke, die innerhalb einer halben Minute gefertigt sind.«

Automatisierung geplant
Bei der Automatisierung der Fertigung hat Märklin jedoch seine Schwierigkeiten. Das liegt vor allem daran, dass viele unterschiedliche Teile bearbeitet werden und eine Automatisierung daher sehr komplex ist. »Es gibt bereits eine Automatisierung mit einem Bürstroboter, mit dem sich viele aber nicht alle Gehäuse bearbeiten lassen«, erklärt Sven Dannemann, Leiter Druckguss Gussbearbeitung bei Märklin. Aber die Überlegungen sind da, die Fertigung schrittweise zu automatisieren. Zusammen mit CHIRON suchen die Spezialisten von Märklin nach Wegen, die Automatisierung voranzutreiben, um die Wirtschaftlichkeit der eigenen Geschäftstätigkeit weiter zu steigern.

Laut Jochen Gaißert fertigt Märklin jedes Jahr eine relativ hohe Anzahl an neuen Produkten – wie dem aktuellen ›TEE Edelweiss‹, einem vierteiligen Zug, bei dem die Aufbauten alle aus Druckguss gefertigt sind. »Modellbahn-Sammler erwarten in kurzen Abständen neue Innovationen. Das alles muss termin- und zeitgerecht durch die Fertigung geschleust werden«, weiß Jochen Gaißert. »Das bedeutet einen sehr hohen Aufwand im Vorlauf, da das Zusammenspiel mit Partnerteilen perfekt abgestimmt werden muss und wir sehr viele Positionen spanabhebend im Präzisionsbereich bearbeiten.«

Und dann gibt es noch die Lokomotiven-Klassiker. »Wir haben noch sehr viele Formen aus den 50er und 60er Jahren, die wir auch heute noch für die Fertigung hernehmen«, betont Sven Dannenmann. »Diese Loks nennt man dann Replika.« Häufig bringt Märklin parallel zum neuen Modell einer Lok auch das alte Modell auf den Markt, damit Sammler die Möglichkeit erhalten, beide Modelle zu kaufen. »Das Innenleben ist dann zwar brandneue Technik, doch der Aufbau entspricht dem damaligen Modell mit allen seinen Eigenschaften – etwa geringeren Details und weniger Anbauteilen«, beschreibt Jochen Gaißert. »Aber das ist genau der Charme und der Reiz, der von den Kunden und Interessenten gewünscht wird.« Für die Fertigung bedeutet das aber nicht gleichzeitig, dass die Bearbeitung leichter wird, nur weil der Aufbau aus der Vergangenheit stammt. Meist ist er sogar aufwendiger, weil Form und Werkzeuge so ausgelegt sind, dass sie modernen Ausführungen technisch unterlegen sind und dadurch sehr viel Handarbeit investiert werden muss.

Mittelfristig plant Märklin, eine vierachsige FZ 08 W durch eine Fünf-Achsen-Maschine zu ersetzen. Auf diese Weise lässt sich die Wirtschaftlichkeit durch Modernisierung erhöhen. Grund: Mit der Komplettbearbeitung sinken die Vorrichtungs- und Rüstkosten und das Fehlerpotenzial sinkt. »Die Erfahrung mit der fünfachsigen FZ 12 hat uns gezeigt, dass das der richtige Weg ist«, erklärt Jochen Gaißert. »Wir arbeiten dann nicht mehr mit dem klassischen Werkstückwechsler, sondern machen Komplettbearbeitung mit der Fünf-Achs-Maschine, dadurch steigt auch die Flexibilität in der Fertigung.« Jedes neue Modell verursacht Einmalkosten in Bezug auf Formen, Vorrichtungen und Werkzeuge und da muss man schauen, an welcher Stelle im Prozess man sparen kann. Bei kleineren Losgrößen ist die Komplettbearbeitung dem Setting mit Werkstückwechsler klar überlegen. Wenn sich Märklin dann definitiv für die Ersatzinvestition entscheidet, wird das Bearbeitungszentrum bestimmt wieder aus dem Hause CHIRON stammen.

Weitere Informationen: www.märklin.de

Den ausführlichen Artikel finden Sie in der Ausgabe 05/2020 der NC-Fertigung.

Weitere Informationen: www.kettenwulf.com

Zuvor hatte CMS, der Retrofitspezialist der CHIRON Group, die Maschine picobello aufgearbeitet und quasi in den Neuzustand versetzt. Am liebsten hätte das Team des Instituts für CIM-Technologietransfer (CIMTT) um Prof. Dr.-Ing. Alexander Mattes das Fräs-/Dreh-Bearbeitungszentrum sofort in Betrieb genommen, doch die Pandemie durchkreuzte die ambitionierten Pläne. Ausgebremst von Corona konnte die FH Kiel keine Mitarbeiter des Herstellers CHIRON für die Kalibrierung des Neuzugangs in Kiel empfangen.

Im Bild oben: Die Professoren Rainer Geisler, Alexander Mattes, Henning Strauß und Daniel Böhnke (v.l.n.r.) freuen sich über das betriebsbereite CHIRON-Bearbeitungszentrum.

Autor: FH Kiel, Joachim Kläschen