Easy Rider im Leichtbau

Kostengünstiger und leichter bei unveränderter Stabilität – das waren die Anforderungen, die ein renommierter Motorrad-Hersteller an Felss Rotaform US stellte, als die Herstellung der Vorderachsen neu ausgeschrieben wurde. Seit 2006 werden dort mit dem Rundknet-Verfahren 5.000 Rohlinge pro Woche umgeformt und in den Produktionsprozess des Motorradbauers eingebracht. Spanlose Produktion und optimaler Rohstoffeinsatz senken nicht nur deutlich die Kosten des Bauteils, auch das Gewicht fällt geringer aus.


Den Wind im Gesicht, der Sonne entgegen: Für passionierte Motorradfahrer gibt es wohl kaum etwas Schöneres. Im Motorradbau herrschen ähnliche Anforderungen wie in der Kfz-Produktion: Optimale Sicherheit, Gewicht einsparen und den Verbrauch senken. Ein modernes Motorrad besteht aus einer Vielzahl von Teilen, die höchsten Qualitätsansprüchen genügen müssen. Dies gilt auch für die Komponenten, um die sich buchstäblich alles dreht: die Achsen.


Bei Felss Rotaform in New Berlin, etwa eine halbe Autostunde westlich von Milwaukee, läuft derzeit die Produktion von Vorderachsen für einen nordamerikanischen Motorrad-Hersteller. Rund 40 Mitarbeiter produzieren hier jeden Tag tausende Teile insbesondere für die Automotive-Industrie. Dabei kommen vor allem die spanlosen Kaltumform-Technologien zum Einsatz, die in der Felss-Gruppe stetig weiterentwickelt werden. Während das sogenannte Rundkneten hohe Umformgrade und ein großes Formenspektrum ermöglicht, lassen sich mit dem Axialform-Verfahren präzise Innen- und Außenverzahnungen in die Bauteile pressen. „Unsere Technologie ist etwas Besonderes“, erläutert David Bennet, Sales und Service Manager der Felss Gruppe in Nordamerika. „Wir bieten verschiedene spezialisierte Kaltumform-Techniken an, die am Markt einzigartig sind. Zudem ermöglicht unser Geschäftsmodell, dass unsere Kunden sich entscheiden können: Entweder können sie Maschinen und Technologie erwerben und die benötigten Teile selbst herstellen, oder sie können die Komponenten von Felss Rotaform produzieren lassen.“

Weniger Material, weniger Gewicht, gleiches Resultat

Gleichzeitig wird die Weiterentwicklung der Verfahren bei Felss groß geschrieben: Die Ingenieure entwerfen für jeden Kunden einen neuen Produktionsprozess, der ein Maximum an Effizienz garantiert. Die fertigen Bauteile zeichnen sich durch ein Höchstmaß an Präzision aus. Davon profitiert auch der Motorrad-Bauer. „Wir produzieren seit 2006 ungefähr 5.000 Vorderachsen pro Woche im Rundknet-Verfahren“, sagt Andrew Rush, Produktionsmanager bei Felss Rotaform US. „Das Bauteil wurde früher aus einer massiven Edelstahlstange hergestellt. Unser Auftrag war, eine Achse zu produzieren, die kosteneffizienter und leichter sein sollte. Durch den Einsatz des Rundknetverfahrens ist genau das möglich: Die Achse entsteht aus einem Rohr-Rohling aus 1020-Stahl. Im Vergleich zur vorher eingesetzten Stange sinkt deshalb das Gewicht des Bauteils massiv ab.“

Rundkneten und Stanzen

Der Produktionsprozess beginnt manuell: Ein Felss Rotaform Mitarbeiter platziert die Rohlinge in den Transportbehältern. Durch Lichtschranken und Laser präzise gesteuert wandern die noch unbearbeiteten Stahlröhren über ein Förderband in die Produktionskabine. Dort wird der Rohling im ersten Produktionsschritt, dem Vorschubverfahren, rundgeknetet, um die erste Verengung seines Durchmessers von 28,7 Millimeter auf 26,16 Millimeter zu erzielen. Dabei kommt eine Rundknetmaschine vom Typ Felss 60 zum Einsatz, die aus dem regelmäßig zylindrischen Rohrstück innerhalb von Sekunden ein Bauteil mit zwei unterschiedlichen Durchmessern formt. Die geforderte Präzision von +/- 0,18 Millimeter ist dabei keine große Herausforderung.

Da die Vorderachse ein teilweise sichtbares Bauteil ist, darf auch die Ästhetik nicht zu kurz kommen. „Das sichtbare Endstück der Achse soll aus ästhetischen Gründen abgerundete Kanten aufweisen“, erklärt Produktionsmanager Rush. Als nächster Schritt folgt daher das Schlichten des breiteren Endes. Dieses wird später beim Motorrad außen liegen und soll sich nahtlos in die Optik der fertigen Maschine einfügen.

Ein besonderes Feature des Bauteils sind zwei Querlöcher, die sich am freiliegenden Ende der Achse befinden. Sie gehören zu einer Konstruktion, mit deren Hilfe sich die Vorderachse blockieren und das Vorderrad einfacher wechseln lässt. Den dafür notwendigen dritten Prozessschritt mit einer eigens konstruierten Stanzmaschine hatte Felss Rotaform zuvor noch nicht durchgeführt: Nach manuellem Einspannen durchschlagen zwei Bolzen die Wände der Achse. Eine erste Schwierigkeit hierbei ist, dass eine Wandstärke von 5 Millimeter durchstoßen werden muss. Gleichzeitig muss der Stanzprozess präzise kalibriert werden, denn bei einem Innendurchmesser von nur 18,7 Millimeter haben die Werkzeuge nur wenige Millimeter Raum, bevor sie in der Mitte des Rohres aufeinanderprallen würden. Um sicher zu gehen, dass keine Reste im Rohr zurückbleiben, wird jedes Bauteil anschließend sorgfältig kontrolliert. Im vierten und letzten Schritt werden mithilfe einer Rundknetmaschine vom Typ Felss 40 zwei weitere Verjüngungen auf 20,19 und 17,12 Millimeter hinzugefügt.

Kostengünstig und leicht

Anschließend kann das Werkstück zur Endbearbeitung ausgeliefert werden. Für den Motorradhersteller bringt die Zusammenarbeit mit Felss Rotaform deutliche Vorteile mit sich: Zu einen ist die Produktion aufgrund der Materialersparnis beim Einsatz eines Rohr-Rohlings und der spanlosen Verarbeitung viel kostengünstiger. Zum anderen ist die fertige hohle Vorderachse bei gleicher Stabilität bedeutend leichter als das alte Massivbauteil – und das bedeutet nicht zuletzt einen sinkenden Kraftstoffverbrauch bei allen Modellen. Entsprechend zufrieden ist der Kunde: Für die Zukunft sind bereits mehrere neue Vorhaben gemeinsam mit Felss Rotaform US geplant.


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