Die Dreefs GmbH Schaltgeräte und Systeme, ein traditionsreiches Unternehmen mit Sitz in Marktrodach, Deutschland, hat sich seit ihrer Gründung 1903 als ein führender Hersteller von elektromechanischen Schaltern etabliert. Seit 1996 gehört Dreefs zum Everel-Konzern und hat sich ab 2008 komplett auf die Produktion der Kontakte für alle Art von elektromechanischen Schaltern spezialisiert.
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Mit 9 Millionen Euro Jahresumsatz und 23 Mitarbeitern produziert Dreefs bei maximaler Kapazitätsauslastung jährlich rund 500 Millionen Kontakte, überwiegend mit aufgeschweißten Silberkontakten für elektromechanische Schalter, die in diversen Branchen wie Haushaltsgeräte, Automobil, Garten, Outdoor sowie Gesundheitswesen eingesetzt werden.
Der moderne Maschinenpark von Dreefs umfasst neun Stanzautomaten namhafter Marken wie Bruderer, Haulick Roos oder Mabu, die ausschließlich mit Bihler-Schweißanlagen ausgestattet sind sowie mit Peripherieanlagen von Kohler und Leicht.
Die Stanzautomaten besitzen eine Presskraft bis 64 Tonnen, die mit Geschwindigkeiten bis 1.500 Hüben pro Minute im Dreischichtbetrieb jährlich etwa 5.000 Stunden laufen.
Jeder Bediener betreut pro Schicht 2 bis 3 Maschinen. Diese sind mit modernster Steuerungstechnologie ausgestattet und werden von bis zu vier Computern mit SPC-Systemen (Statistical Process Control) überwacht. Mit diesen Maschinen produziert Dreefs gestanzte und geschweißte Teile mit einer Ausbringung von 150 bis 6.400 Teilen pro Minute. Diese hohe Geschwindigkeit ist entscheidend, um den Kunden nicht nur wettbewerbsfähige, sondern auch äußerst attraktive Preise bieten zu können.
Dreefs produziert vor allem für konzerninterne Fertigungsstandorte in Italien und Rumänien, die wiederum namhafte Unternehmen wie Volkswagen, BSH, Miele, Elektrolux, Gorenje, Wolf, Franke, Hisense und Amica zu ihren Kunden zählen und beliefert unter anderem Märkte in Europa, der Türkei, den USA und auch Mexiko.
Bei Dreefs werden überwiegend Bänder aus Kupferlegierungen zur Herstellung von Schaltkontakten verarbeitet. Jährlich wird aus etwa 800 Tonnen solcher Bänder und rund 2.700 Kilogramm Silber für das Schweißen von Kontakten verbraucht. Die Materialdicke variiert zwischen 0,12 und 0,8 mm, die Breite zwischen 5 und 65 mm. Für das Abwickeln der Bänder und die Zuführung in die Stanzautomaten verwendet Dreefs überwiegend Horizontalabwickler der Leicht Stanzautomation GmbH. Die eingesetzten Folgeverbundwerkzeuge sind meist zwei- bis achtfach ausgelegt. Dadurch wird eine Produktionsleistung bis 1.100 Schweißteile und 6.400 Stanzteile pro Minute erreicht.
Die Fertigprodukte werden teilweise als Endlosband mit Vertikalaufwicklern von Leicht auf Spulen aufgewickelt. Der Großteil der Produkte wird jedoch als Einzelteile in Kisten gestanzt. Für Maschinen, die Klasse-A-Teile produzieren, verwendet man Kistenwechsler im Paternostersystem oder als Rundtellerausführung von Leicht.
Beim Schweißen wird nahezu ausschließlich die Schweißtechnik von Bihler verwendet. Die größte Herausforderung besteht jedoch darin, eine einwandfreie Verschweißung der Silberkontakte mit dem Trägermaterial sicherzustellen. Um das zu 100 Prozent garantieren zu können, muss das Rohmaterial gerichtet werden.
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Kostenreduzierung durch ebene und spannungsarme Bänder
Um einwandfreie Schweißergebnisse zu erzielen und die Produktionsprozesse weiter zu optimieren, entschied sich Dreefs für den Einsatz eines Horizontalabwicklers der Baureihe PWL-150 von Leicht in Kombination mit einer Präzisionsrichtmaschine CPL 120 der Kohler Maschinenbau GmbH. Diese Entscheidung war notwendig, da unter anderem das Trägermaterial für eine hohe Anzahl von Kontaktteilen aus Kostengründen von halbhartem Messing auf unlegierten DC01-Stahl umgestellt wurde, was ein Richten und Glätten des Materials unumgänglich machte.
„Die Integration der kompakten Präzisionsrichtmaschine in die Steuerung des Horizontalabwicklers reduzierte nicht nur die Komplexität des Materialhandlings erheblich und führte zu einer signifikanten Platzeinsparung sowie Zeitersparnis beim Auflegen und Einfädeln neuer Coils, sondern reduzierte zudem den Ausschuss und verbesserte die Schweißergebnisse. Die kompakte Bauform des Abwicklers mit integriertem Richtwerk auf engstem Raum hat uns ad hoc zugesagt.
Die Umstellung von Messing auf Stahlband, was zu etwa 90 Prozent Materialkosteneinsparung führte, wurde erst durch den Einsatz der CPL 120 von Kohler möglich. Der Fertigungsprozess konnte dadurch insgesamt effizienter gestaltet werden. Aufgrund der sehr guten Langzeiterfahrung mit eines bereits seit 1979 genutzten Richtwerkes von Kohler sind wir im wahrsten Sinne des Wortes Wiederholungstäter und haben bei dieser Anschaffung erneut auf den Marktführer für Präzisionsrichtwerke gesetzt. Ähnlich gute Erfahrungen im Bereich Materialmanagement wurden mit den Produkten von Leicht gemacht. Mit dem Horizontalabwickler mit integrierter Präzisionsrichtmaschine haben wir eine optimale Lösung erzielt“, betont Harald Müller, Geschäftsführer der Dreefs GmbH Schaltgeräte und Systeme.
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Präzise Richtergebnisse dank optimalem Walzendurchmesser
Bei der Präzisionsrichtmaschine CPL 120 von Kohler wurde neben der kompakten Bauform auch besonderes Augenmerk auf die Anzahl und Auslegung der Richtwalzen gelegt. Die 19 Richtwalzen werden von einer hohen Anzahl Stützrollen abgestützt, wodurch eine hohe Steifigkeit erzielt wird. Der geringe Walzendurchmesser sorgt dafür, dass auch die in der Branche üblichen dünnen Bänder präzise gerichtet werden können. Dank leichter Zugänglichkeit kann das Reinigen der Stützrollen und Richtwalzen schnell und einfach durchgeführt werden. Hierdurch wird das Bandmaterial vor Staub, Schmutzpartikeln und Beschädigungen geschützt. Zur Kompensation des Richtdrucks ist die Maschine zudem besonders steif ausgeführt.
Richten mit hohem Plastifizierungsgrad auch bei dünnen Bändern
Mit der CPL 120 können Plastifizierungsgrade über 70 Prozent erreicht werden, wodurch zuverlässig Spannungen und Unebenheiten im Bandmaterial eliminiert werden. Das Ergebnis ist ein deutlich stabilerer Fertigungsprozess von Bauteilen, die selbst strengsten Genauigkeitsvorgaben entsprechen. Darüber hinaus können Betriebskosten reduziert werden, da zum einen weniger Ausschuss entsteht und zum anderen die Stanzwerkzeuge mit einem geringeren Komplexitätsgrad ausgestaltet werden müssen und letztlich höhere Standzeiten erreicht werden.
Für das Richten von Bändern bis 0,8 Millimeter Dicke und mehr ist die Maschine bestens geeignet. Die Einstellungen lassen sich feinfühlig und präzise vornehmen. Der Richtprozess läuft konstant stabil und liefert reproduzierbar optimale Ergebnisse. „Die Richtmaschine ist in Kombination mit dem Horizontalabwickler einfach nur gigantisch“, so das Statement von Thomas Weber, Schichtleiter bei Dreefs.
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Hohe Qualitätssicherung durch Industrie 4.0
Dank der nahezu lückenlosen Integration aller Prozesse gemäß dem Industrie-4.0-Standard und der Vernetzung aller Maschinen über ein MES-System von Marposs kann Dreefs die gesamte Produktion bis hin zu einzelnen Kontakteilen und deren zugehörigen Kisten oder Spulen jederzeit lückenlos zurückverfolgen. Es können somit alle Stanz- und Schweißparameter kontinuierlich überwacht und aufgezeichnet werden. Es lassen sich auch Rückschlüsse auf die Qualität und Qualitätsschwankungen des Rohmaterials und letztlich auf die erzielten Richtergebnisse schließen. Für eine Hochgeschwindigkeitsfertigung mit zirka 800 Schweißteilen pro Minute sind jedoch eine schonende Materialzuführung sowie optimal gerichtete Bandstreifen vor dem Schweißprozess Voraussetzung.
Die geringste Verwerfung von 0,05 mm würde zu einem schlechten Schweißergebnis führen. Das wiederum könnte zu einem erheblichen Risiko in der finalen Applikation, etwa bei einem Backofen führen. Der Backofenschalter würde bei fehlendem Silberkontakt verschmelzen und in Ein-Position den Ofen ständig ohne Abschaltmöglichkeit weiter heizen, was letztendlich zum Zimmerbrand führen kann.
Im Rahmen der Qualitätssicherung gemäß Industrie 4.0 werden bei Dreefs defekte Teile aussortiert oder die Maschine gestoppt, wenn minimale Abweichungen von den Standardprozessparametern auftreten. Alle Parameter werden gespeichert und können bei Bedarf zur umfangreichen Analyse herangezogen werden.
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Entspannung auf ganzer Linie
Die Zusammenarbeit zwischen Dreefs und den Kooperationspartnern Leicht und Kohler verlief reibungslos und vollkommen entspannt. Die eingesetzten und perfekt aufeinander abgestimmten Maschinen von Kohler und Leicht tragen maßgeblich zur Optimierung der Produktionsprozesse bei und ermöglichen es Dreefs, die hohen Qualitätsstandards zu halten und gleichzeitig die Effizienz zu steigern.
Aktuell werden bei weiteren Produkten die Umstellung von Kupfer-Legierungen auf Kaltband untersucht. Hierdurch können enorme Einsparpotenziale durch die geringeren Materialkosten erzielt werden. Dreefs wird bei der Umstellung der Prozessabläufe weiterhin auf die Produkte und gute Zusammenarbeit mit Leicht und Kohler setzen.
