Sonderschutzelemente, Bild: Pöppelmann

Insgesamt 25.000 Sonderschutzelemente in nur vier Wochen – so viele hat hat Pöppelmann Kapsto mithilfe des Leistungs-angebots FastLane für das Unternehmen Goetze Armaturen geliefert. Bild: Pöppelmann

Mehr als 300.000 Sicherheitsventile verlassen jährlich das Stammwerk des Spezialisten für Industrie- und Gebäudetechnik-Sicherheitsarmaturen Goetze Armaturen in Ludwigsburg bei Stuttgart. Damit die Ventile und Druckminderer bei der Lagerung und dem Transport nicht verunreinigt werden, verschließt das Unternehmen sensible Bauteile wie Dichtflächen oder Gewinde am Ende der Produktion mit Kunststoff-Schutzelementen.

Stopfen, Bild: Pöppelmann
Die Stopfen aus Polyethylen niedriger Dichte stellen sicher, dass die Sicherheits-armaturen beim Kunden frei von Verunreinigungen eintreffen. Bild: Pöppelmann

Vor eine besondere Herausforderung stellte das Unternehmen jüngst eine Anwendung, in der ein Kunststoffelement das Innenleben einer Sicherheitsarmatur schützen sollte. Dazu benötigte es einen abgestimmten Stopfen, der eine Gewindeöffnung einer Armatur sicher verschließt und somit den Eintritt jeglicher Verunreinigungen verhindert. Dabei sollte die Montage sollte nicht zu zeitaufwendig und ohne Verschraubung vonstattengehen. Um sicherzustellen, dass der Stopfen einen definierten Durchmesser schützt, musste er nach der Montage einen zentrierten Sitz in der Öffnung vorweisen. Außerdem sollte er deutlich auffallen, damit der Installateur ihn schnell und einfach aus der Armatur entfernen kann. Auch durfte die Demontage des Stopfens keine Späne verursachen, weil diese die Funktion der Armatur beeinträchtigen könnten. Da neben der technischen Herausforderung auch der Zeitfaktor einen kritischen Punkt darstellte, nahm der zuständige Einkäufer Kontakt mit der Kapsto-Produkt- und Anwendungsberatung auf. „Die Firma Goetze benötigte die insgesamt 25.000 Sonderteile innerhalb kürzester Zeit“, erzählt der für das Projekt zuständige Kundenberater Sebastian Meyer. „Aufgrund des sehr engen Zeitfensters entschieden wir uns gemeinsam mit Goetze, dieses Projekt mit der FastLane zu bearbeiten.“

In vier Wochen zur Serienreife

Stopfen, Bild: Pöppelmann
Eine Gravur mit einem Pfeil und der Aufschrift „Remove“ verdeutlicht dem Anwender, dass er den Stopfen vor Gebrauch der Armatur entfernen muss. Bild: Pöppelmann

Das Leistungsangebot FastLane hat der Spezialist für Kunststoff-Schutzelemente entwickelt, um den Zeitproblemen seiner Kunden, beispielsweise wegen Konstruktionsänderungen in der laufenden Serie, entgegenwirken und in kürzester Zeit reagieren zu können. Sobald der Spezialist eine Kundenanfrage mit FastLane erhält, prüft das Team das Projekt auf Umsetzbarkeit. Innerhalb eines Tages verschickt es ein Angebot sowie ein Artikelkonzept in Form einer technischen Zeichnung oder einer Artikelskizze an den  Kunden. Wenn die Artikelkonstruktion auf CAD-Basis abgeschlossen ist, erstellen die Kunststoffexperten in Lohne auf dieser Grundlage innerhalb von nur einer Woche einen ersten Prototyp.

Zur Herstellung eines Musters kommen je nach Anforderung die 3D-Druckverfahren Rapid Prototyping oder Rapid Tooling zum Einsatz. Beim Rapid Prototyping wird das Muster selbst per 3D-Druck hergestellt und der Kunde erhält ein Ansichtsmuster aus einem für 3D-Druck geeigneten Material. Beim Rapid Tooling hingegen wird der Werkzeugeinsatz für die Spritzgussmaschine via 3D-Druck gefertigt. So kann das für die Artikelserie vorgesehene Material direkt in die Form eingespritzt werden. Dies ist allerdings nur für eine begrenzte Menge Artikel möglich, da der gedruckte Einsatz schneller als ein Stahleinsatz abnutzt. Anhand der mit Rapid Tooling gefertigten Prototypen lassen sich grundlegende Funktionen und Eigenschaften direkt überprüfen. Nach erfolgreicher Abstimmung erhält der Kunde nach einem Monat erste werkzeugfallende Artikel aus der Serienproduktion der Sonderanfertigung.

Funktionales und ergonomisches Produktdesign

Als Kundenberater Sebastian Meyer die Anfrage von Goetze erhalten hatte, nahm er das Profil der Anwendung auf und erstellte mit dem Kunden ein Lastenheft, um die Funktionen und Anforderungen zu erfüllen. Bereits einen Tag nach Eingang  der Anfrage lag dem Armaturen-Spezialist das Lösungskonzept inklusive Angebot vor: einen Stopfen aus Polyethylen niedriger Dichte mit handlicher Grifflasche zur schnellen Montage und Demontage. Eine flexible Lamelle setzt sich bei der Demontage weich in den Gewindegang der Öffnung und sorgt für einen sicheren Sitz. Vier am Schaft des Stopfens vorgesehene Rippen sorgen für die gewünschte Zentrierung sowie einen besseren Halt. Der Kopfdurchmesser ist auf die zu schützende Dichtfläche abgestimmt, die leuchtende Signalfarbe stellt sicher, dass das Schutzelement gut zu erkennen ist. Eine zusätzliche Gravur mit einem Pfeil und der Aufschrift „Remove“ verdeutlicht dem Anwender, dass der Stopfen vor Gebrauch der Armatur unbedingt entfernt werden muss, da er nicht als Ersatz für einen Blindstopfen dienen kann.

Nach erfolgreicher Abstimmung stellten die Konstrukteure Goetze Armaturen die 3D-Daten zur Verfügung. Die positive virtuelle Verbauprobe gab schließlich den Startschuss zur Fertigung der Prototypenteile. Diese fertigte Pöppelmann innerhalb von nur fünf Werktagen aus Serienmaterial. Im dritten Schritt ermöglichte FastLane die schnelle Umsetzung der Serienproduktion. Durch eine straffe Projektierungsstruktur und flexible Werkzeugkonzepte klappte die Herstellung erster werkzeugfallender Teile innerhalb der versprochenen vier Wochen. In der Folgewoche erhielt der Sicherheitsarmaturenspezialist die geforderte Stückzahl von 25.000 Sonderteilen in der gewünschten Qualität. „Unser neues optionales Leistungsangebot macht es möglich“, fasst Sebastian Meyer zusammen. „FastLane haben wir für Kunden konzipiert, die umgehend Serienteile entwickelt, konstruiert und gefertigt haben müssen. Nach Eingang einer Kundenanfrage werden weniger als 30 Werktage benötigt, bis die Serienteile produziert werden.“ aru