Eine am Hebelarm befestigte Rolle ist nahe dem Außendurchmesser des rotierenden Teils geformt. Zu den grundlegenden Werkzeugelementen, die für die meisten Drückvorgänge erforderlich sind, gehören der Dorn, der Stößel, der das Metall hält, die Rollen und Hebelarme, die das Teil formen, und das Abrichtwerkzeug. Bild: Toledo Metal Spinning Company.
Die Entwicklung des Produktportfolios der Toledo Metal Spinning Co. ist vielleicht nicht typisch, aber im Bereich der Metallumformung und -fertigung auch nicht einzigartig. Das in Toledo, Ohio, ansässige Geschäft begann mit der Herstellung kundenspezifischer Teile und wurde für die Herstellung bestimmter Produktarten bekannt. Als die Nachfrage stieg, führte es mehrere Standardprodukte auf der Grundlage gängiger Konfigurationen ein.
Durch die Kombination von Auftragsfertigung und Lagerfertigung lässt sich die Lagerauslastung ausgleichen. Die Doppelarbeit öffnet zudem die Tür für die Robotik und andere Arten der Automatisierung. Umsatz und Gewinn stiegen, und die Welt schien in Ordnung zu sein.
Aber wächst das Geschäft so schnell wie möglich? Die Leiter des Ladens mit 45 Angestellten wussten, dass das Unternehmen mehr Potenzial hatte, vor allem als sie sahen, wie die Vertriebsingenieure ihre Tage verbrachten. Obwohl TMS mehrere Produktlinien anbietet, können viele Produkte nicht einfach aus dem Fertigwarenbestand entnommen und versendet werden. Sie werden auf Bestellung konfiguriert. Das bedeutet, dass die Vertriebsingenieure viel Zeit damit verbringen, die Unterlagen für Hopper-Bestellungen vorzubereiten und hier Aderendhülsen und hier spezielles Zubehör oder Polituren anzugeben.
TMS unterliegt tatsächlich einer technischen Einschränkung. Um diese zu beseitigen, hat das Unternehmen in diesem Jahr ein Produktkonfigurationssystem eingeführt. Mithilfe einer benutzerdefinierten, auf SolidWorks basierenden Software können Kunden ihre eigenen Produkte konfigurieren und online Angebote einholen. Diese Front-Office-Automatisierung soll die Auftragsabwicklung vereinfachen und – was am wichtigsten ist – den Vertriebsingenieuren ermöglichen, mehr kundenspezifische Arbeiten kostenlos abzuwickeln. Kurz gesagt: Das Tool soll dazu beitragen, die Effizienz der Angebotserstellung und der technischen Entwicklung zu verbessern, was eine gute Sache ist. Denn je ineffizienter die Entwicklung und die Angebotserstellung sind, desto schwieriger ist es für ein Geschäft zu wachsen.
Die Geschichte von TMS reicht bis in die 1920er Jahre zurück, als ein deutscher Einwanderer namens Rudolph Bruehner das Unternehmen leitete. Von 1929 bis 1964 war er Eigentümer des Unternehmens und beschäftigte erfahrene Metalldrücker, die über jahrelange Erfahrung im Umgang mit Drehbänken und Hebeln verfügten und den Drückprozess perfektioniert hatten. Die Drehbank dreht den Rohling und der Metalldrücker drückt die Rollen mit einem Hebel gegen das Werkstück, sodass es sich gegen den Dorn formt.
TMS weitete sein Tätigkeitsfeld schließlich auf das Tiefziehen aus und produzierte gestanzte Teile sowie Vorformen zum Drehen. Ein Streckwerk stanzt eine Vorform und montiert sie auf einer Drehbank. Wenn man mit einer Vorform statt mit einem flachen Rohling beginnt, kann das Material in größere Tiefen und mit kleineren Durchmessern gedreht werden.
Heute ist TMS immer noch ein Familienunternehmen, aber es ist kein Unternehmen der Familie Bruehner. Das Unternehmen wechselte 1964 den Besitzer, als Bruehner es an Ken und Bill Fankauser verkaufte, die zwar kein Blechnerhandwerk aus der alten Heimat gelernt hatten, aber einen Ingenieur und einen Buchhalter hatten. Kens Sohn, Eric Fankhauser, heute Vizepräsident von TMS, erzählt die Geschichte.
Als junger Buchhalter bekam mein Vater das [TMS]-Konto von einem Freund, der bei der Wirtschaftsprüfungsgesellschaft Ernst & Ernst arbeitete. Mein Vater war als Wirtschaftsprüfer für Fabriken und Unternehmen tätig und machte einen tollen Job. Rudy schickte einen Scheck über 100 Dollar. Das brachte meinen Vater in eine Zwickmühle. Hätte er diesen Scheck eingelöst, wäre das ein Interessenkonflikt gewesen. Also ging er zu den Partnern von Ernst & Ernst und fragte, was er tun solle, und sie sagten ihm, er solle den Scheck auf einen Partner indossieren. Das tat er, und als der Scheck eingelöst wurde, war Rudy sehr verärgert, dass er auf die Firma indossiert war. Er rief meinen Vater in sein Büro und sagte ihm, wie verärgert er sei, dass er das Geld nicht behalten hatte. Mein Vater erklärte ihm, dass dies ein Interessenkonflikt sei.
Rudy dachte darüber nach und sagte schließlich: „Ich wünschte, Sie wären der Typ Mensch, der diese Firma besitzen würde. Sind Sie daran interessiert, sie zu kaufen?“
Ken Fankhauser dachte darüber nach und rief dann seinen Bruder Bill an, der damals Luft- und Raumfahrtingenieur bei Boeing in Seattle war. Eric erinnert sich: „Mein Onkel Bill flog ein, sah sich die Firma an, und sie beschlossen, sie zu kaufen. Der Rest ist Geschichte.“
In diesem Jahr hat ein Online-Produktkonfigurator zum Konfigurieren von Produkten auf Bestellung für mehrere TMS dazu beigetragen, Arbeitsabläufe zu optimieren und das Kundenerlebnis zu verbessern.
Als Ken und Bill TMS in den 1960er Jahren kauften, besaßen sie eine Werkstatt voller alter Maschinen mit Riemenantrieb. Doch diese kamen auch zu einer Zeit, als das Metalldrücken (und Fertigungsmaschinen im Allgemeinen) von der manuellen Bedienung auf programmierbare Steuerung umstieg.
In den 1960er Jahren kauften die beiden eine Schablonen-Drehbank von Leifeld, die in etwa einer alten Schablonen-Stanzpresse ähnelte. Der Bediener bedient einen Joystick, der den Stift auf einer Schablone in Form eines rotierenden Teils antreibt. „Das ist der Beginn der TMS-Automatisierung“, sagte Erics Bruder Craig, der heute Vizepräsident für den Vertrieb bei TMS ist.
Die Technologie des Unternehmens entwickelte sich über verschiedene Arten schablonengesteuerter Drehbänke weiter und gipfelte schließlich in den computergesteuerten Maschinen, die heute in Fabriken verwendet werden. Dennoch gibt es mehrere Aspekte, die das Metalldrücken von anderen Verfahren unterscheiden. Erstens können selbst die modernsten Systeme nicht erfolgreich von jemandem bedient werden, der die Grundlagen des Drückens nicht kennt.
„Man kann nicht einfach ein Rohteil einlegen und die Maschine das Teil automatisch anhand der Zeichnung drehen lassen“, sagte Eric und fügte hinzu, dass die Bediener neue Teileprogramme erstellen müssen, indem sie einen Joystick bedienen, der die Walzenposition während der Fertigung durch Arbeit anpasst. Normalerweise werden mehrere Durchgänge durchgeführt, es kann aber auch nur ein einziger Vorgang ausgeführt werden, beispielsweise bei einem Scherformvorgang, bei dem das Material auf die Hälfte seiner Dicke verdünnt (oder „geschert“) werden kann. Das Metall selbst „wächst“ oder dehnt sich in Drehrichtung.
„Jede Metallart ist anders, und selbst innerhalb desselben Metalls gibt es Unterschiede, beispielsweise in Härte und Zugfestigkeit“, sagte Craig. „Darüber hinaus erhitzt sich das Metall beim Drehen, und diese Wärme wird auf das Werkzeug übertragen. Der Stahl dehnt sich beim Erhitzen aus. All diese Variablen erfordern, dass erfahrene Bediener die Arbeit im Auge behalten.“
Ein TMS-Mitarbeiter hat die Arbeit 67 Jahre lang verfolgt. „Sein Name war Al“, sagte Eric, „und er ging erst mit 86 in Rente.“ Al begann, als die Drehbank in der Werkstatt noch über einen Riemen an einer obenliegenden Welle lief. Er ging in einer Werkstatt mit den neuesten programmierbaren Spinnern in Rente.
Heute sind einige Mitarbeiter der Fabrik seit über 30 Jahren im Unternehmen, andere seit über 20 Jahren. Diejenigen, die im Drückprozess ausgebildet sind, arbeiten sowohl mit manuellen als auch mit automatisierten Prozessen. Wenn die Werkstatt einige einfache Drückteile in Einzelanfertigung herstellen muss, ist es für einen Drücker immer noch sinnvoll, eine manuelle Drehbank zu verwenden.
Dennoch setzt das Unternehmen aktiv auf Automatisierung, wie der Einsatz von Robotern beim Schleifen und Polieren zeigt. „Wir haben drei Roboter im Haus, die das Polieren übernehmen“, sagte Eric. „Zwei davon sind für das Polieren auf der vertikalen Achse ausgelegt und einer für das Polieren auf der horizontalen Achse.“
In der Werkstatt ist ein Roboteringenieur beschäftigt, der jedem Roboter beibringt, mithilfe von Fingerriemenwerkzeugen (Typ Dynabrade) sowie verschiedenen anderen Bandschleifmaschinen bestimmte Formen zu schleifen. Die Programmierung eines Roboters ist eine heikle Angelegenheit, insbesondere angesichts der unterschiedlichen Körnigkeit, der Anzahl der Durchgänge und der unterschiedlichen Drücke, die der Roboter ausübt.
Das Unternehmen beschäftigt noch immer Mitarbeiter, die Handpolierungen durchführen, insbesondere Auftragsarbeiten. Außerdem sind Schweißer für Rund- und Nahtschweißungen sowie Schweißer für die Bedienung von Hobeln beschäftigt, einem Verfahren, das nicht nur die Schweißqualität verbessert, sondern auch die Rotation ergänzt. Die Rollen des Skinpassers verstärken und glätten die Schweißraupe, wodurch die Prozesskonsistenz aufrechterhalten wird, wenn nachfolgende Rotationen erforderlich sind.
TMS war bis 1988 eine reine Maschinenwerkstatt. Dann entwickelte das Unternehmen eine Standardreihe konischer Trichter. „Wir stellten fest, dass wir insbesondere in der Kunststoffindustrie unterschiedliche Anfragen für Trichterpreise erhielten, die sich nur geringfügig unterschieden – hier 20 cm, dort 6 mm“, sagte Eric. „Also begannen wir mit einem 60-cm-konischen Trichter mit einem Winkel von 60 Grad, entwickelten das Streckspinnverfahren (Tiefziehen des Vorformlings, dann Spinnen) dafür und bauten von dort aus die Produktreihe auf.“ Wir hatten mehrere Trichtergrößen und produzierten jeweils etwa 50 bis 100 Stück. Das bedeutet, dass wir keine teuren Anlagen amortisieren müssen und unsere Kunden keine Werkzeuge kaufen müssen. Die Produkte liegen einfach auf Lager und können am nächsten Tag versendet werden. Oder wir können zusätzliche Arbeiten ausführen, wie das Anbringen einer Zwinge, eines Kragens oder eines Schauglases, was alles zusätzliche Handgriffe erfordert.“
Eine weitere Produktlinie, die sogenannte Cleaning Line, umfasst eine Reihe von Abfallbehältern aus Edelstahl. Diese Produktidee kommt aus der gesamten Autowaschbranche.
„Wir fertigen viele Vakuumkuppeln für Autowaschanlagen“, sagte Eric, „und wir wollten diese Kuppel abnehmen und etwas anderes damit machen. Wir besitzen ein Designpatent für CleanLine und verkaufen seit 20 Jahren.“ Der Boden dieser Behälter wird gezogen, der Körper gerollt und geschweißt, die obere Kuppel wird gezogen und anschließend gecrimpt, ein Rotationsverfahren, das eine gerollte Kante am Werkstück erzeugt, ähnlich wie bei verstärkten Rippen.
Hopper und Clean Line Produkte sind in verschiedenen „Standard“-Ausführungen erhältlich. Intern definiert das Unternehmen ein „Standardprodukt“ als ein Produkt, das ab Lager lieferbar ist. Das Unternehmen bietet aber auch „kundenspezifische Standardprodukte“ an, die teilweise aus Lagerbeständen gefertigt und dann auf Bestellung konfiguriert werden. Dabei spielen softwarebasierte Produktkonfiguratoren eine Schlüsselrolle.
„Wir möchten, dass unsere Kunden das Produkt und die Konfiguration, die Montageflansche und die Ausführungen sehen, die sie wünschen“, sagt Maggie Shaffer, Marketingmanagerin für das Konfiguratorprogramm. „Wir möchten, dass die Kunden das Produkt intuitiv verstehen.“
Zum Zeitpunkt des Schreibens dieses Artikels zeigt der Konfigurator die Produktkonfiguration mit den ausgewählten Optionen an und gibt einen 24-Stunden-Preis an. (Wie viele Hersteller konnte TMS seine Preise in der Vergangenheit länger halten, ist dies derzeit jedoch aufgrund schwankender Materialpreise und -verfügbarkeit nicht mehr möglich.) Das Unternehmen hofft, in Zukunft seine Zahlungsabwicklungskapazitäten erweitern zu können.
Ab sofort rufen Kunden das Geschäft an, um ihre Bestellungen aufzugeben. Doch anstatt Tage oder sogar Wochen mit dem Erstellen, Organisieren und Einholen von Genehmigungen für Zeichnungen zu verbringen (und dabei oft zu lange in einem überfüllten Posteingang zu warten), können TMS-Techniker Zeichnungen mit nur wenigen Klicks erstellen und die Informationen dann sofort an die Werkstatt senden.
Aus Kundensicht sind Verbesserungen an Metalldrückmaschinen oder sogar an robotergestütztem Schleifen und Polieren möglicherweise völlig unsichtbar. Der Produktkonfigurator stellt jedoch eine für den Kunden sichtbare Verbesserung dar. Er verbessert ihr Einkaufserlebnis und spart TMS Tage oder sogar Wochen an Auftragsabwicklungszeit. Das ist keine schlechte Kombination.
Tim Heston, leitender Redakteur bei The FABRICATOR, berichtet seit 1998 über die Metallverarbeitungsbranche. Seine Karriere begann er beim Welding Magazine der American Welding Society. Seitdem berichtet er über alle Metallverarbeitungsprozesse, vom Stanzen, Biegen und Schneiden bis hin zum Schleifen und Polieren. Im Oktober 2007 trat er der Belegschaft von The FABRICATOR bei.
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