Der Traum vieler Automobilfreunde – der Flügeltürer SLS AMG

Mit seinen Flügeltüren ist der Mercedes Benz SLS AMG sicher der Traum vieler Autofahrer. Mit „automobiler Faszination“ und „Hightech auf höchstem Niveau“ beschreibt die Mercedes-AMG GmbH ihren neuen Supersportwagen. Hightech ist aber nicht nur bei der Konstruktion des Flügeltürers gefragt – auch in der Fertigung und Qualitätskontrolle werden höchste Maßstäbe angelegt. So wird beispielsweise die Lenkungskupplung, die die DURA Automotive Systems Reiche GmbH fertigt, in Handarbeit montiert und dabei gleichzeitig einer strengen Qualitätskontrolle unterzogen. Zum Einsatz kommt dabei moderne Messtechnik von HBM.

Mit einer Höchstleitung von 420 kW beschleunigt der 6,3-Liter-Motor des SLS AMG den 1620 kg schweren Sportwagen in nur 3,8 Sekunden von null auf 100 km/h. Bei 317 km/h greift die Elektronik ein und begrenzt die Höchstgeschwindigkeit. Die Aluminium-Spaceframe-Karosserie mit den Flügeltüren, ein Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe sowie das Sportfahrwerk mit Aluminium-Doppelquerlenker-Achsen sorgen für die entsprechende Fahrdynamik. Der SLS AMG ist das erste eigenständig entwickelte Auto der Mercedes-AMG GmbH, die den Supersportwagen als das Meisterstück in ihrer 40-jährigen Firmengeschichte bezeichnet.

Manufaktur-Fertigung

Die Endmontage des Flügeltürers erfolgt im Werk Sindelfinden.

Auch in der Fertigung werden hohe Maßstäbe gesetzt. Bei einem Verkaufspreis von 177.310 Euro werden nur etwa 25 bis 30 Stück des Flügeltürers pro Tag gefertigt. Sowohl bei der Fertigung des Aluminium-Spaceframes, bei der Motorenproduktion als auch bei der Endmontage setzt man dabei auf Handarbeit. Die Magna Steyr Fahrzeugtechnik GmbH in Graz fertigt Chassis und Karosserie, die Motoren kommen aus der  AMG Motorenmanufaktur in Affalterbach und für die Endmontage des SLS AMG wurden die Montagelinien und die Fertigungseinrichtungen in Sindelfingen auf den neuesten Stand gebracht.comparably low pressures in these corrugating machines developed by Dura Automotive Systems Reiche GmbH.

Auch bei den Zulieferbetrieben ist aufgrund der geringen Stückzahl häufig Handarbeit anzutreffen. Die Lenkungskupplung – ein zentraler Bestandteil der Lenkung des neuen SLS AMG – wird beispielsweise bei der DURA Automotive Systems Reiche GmbH in Lage gefertigt und montiert. Der Automobilzulieferer, der am Standort Lage etwa 100 Mitarbeiter beschäftigt, gehört zur international tätigen DURA Automotive Systems Inc. mit Sitz in den USA. In Lage werden überwiegend Lenkungsteile und Typschadenhalter gefertigt. Eine der wesentlichen Produktgruppen sind dabei so genannte Wellrohre, deren  Durchmesser auf einem Teil der Länge periodisch wechselt. Bei einer Frontalkollision absorbiert das Wellrohr einen Teil der Energie, indem es sich definiert verformt. Dieses Prinzip schützt den Fahrer davor, dass die Lenksäule bei einem Aufprall in den Fahrgastraum gedrückt wird und so zu Verletzungen führt.Die Wellrohre werden mit einem speziellen Umformverfahren hergestellt. Das Einbringen der Wellen (Sicken) wird in einem pressenähnlichen Werkzeug mit Formelementen und Innenhochdruckunterstützung realisiert. Bei diesen von Dura Automotive Systems Reiche GmbH selbst entwickelten Sickenwerkzeugen können die Umformvorgänge mit vergleichsweise relativ geringen Drücken realisiert werden.

Lenkungsmontage lückenlos überwachen

Lenkungskupplung

 

Die Lenkung für den neuen SLS AMG wurde von der Daimler AG in Zusammenarbeit mit Mercedes-AMG und DURA Automotive Systems Reiche GmbH entwickelt. Der obere Teil der Lenkung wird von der Daimler AG im Werk Hamburg hergestellt.

In Lage fertigt Dura Reiche die Lenkungskupplung. Diese besteht neben dem oben beschriebenen Wellrohr noch aus einem glatten Rohr, einem Doppelkreuzgelenk und verschiedenen Teilen, die teilweise in Lage gefertigt oder auch zugekauft werden. Das hier eingesetzte Gelenk, ein sog. Gleichlaufgelenk, hat einen entscheidenden Einfluss auf die Lenkungspräzision.

Die Montage geschieht von Hand an einem eigens dafür eingerichteten Arbeitsplatz. Zunächst wird das Gelenk, das die beiden Rohre der Lenkungskupplung miteinander verbindet, überprüft. „Den Prüfstand für das Gelenk haben wir von der Reorg GmbH nach unseren Vorgaben speziell für diese Projekt bauen lassen“, erzählt Ralf Strothmann, der bei DURA Reiche als Entwicklungsingenieur für das Projekt zuständig ist. Auf dem Prüfstand wird das Beugemoment des Gelenks in beiden Bewegungsrichtungen gemessen. Zum Einsatz kommt hierzu eine Plattformwägezelle vom Typ PW4M von HBM. Der Leitrechner des Prüfstands nimmt die gemessenen Daten auf und entscheidet, ob das Beugemoment innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegt.

Der Prüfstand erfasst auch die Daten der anderen Stationen innerhalb der Fertigung, an denen die Qualität kontrolliert wird. Nach der Überprüfung des Gelenks werden die Rohre zunächst mit Gewindeeinsätzen versehen. Diese werden in Bohrungen, die seitlich an den Enden der Rohre angebracht sind, eingepresst. Auch hier kommt wieder moderne Messtechnik von HBM zum Einsatz. Der Einpressvorgang wird mit einem Prozess-Controller vom Typ MP85A überwacht (siehe Kasten). Dieser erfasst die Kraft und den Weg während des Einpressvorgangs. „Besonders die bewährte Fenstertechnik des MP85A hat uns überzeugt“, zeigt sich Ralf Strothmann von dem Prozess-Controller begeistert. Die gemessenen Daten werden direkt im Prozess-Controller ausgewertet. Dabei wird überprüft, ob die Werte innerhalb eines vorgegebenen Fensters liegen.

Auch im folgenden Schritt – dem Verschrauben der einzelnen Teile – wird die Montage überwacht. Das Anzugsmoment und der Drehwinkel der Schrauben, die mit einem handgeführten Schrauber von der Firma DSM Messtechnik eingeschraubt werden, werden gemessen und protokolliert. Im letzten Schritt werden die Länge der fertig montierten Lenkungskupplung und der Verdrehwinkel der Anschlußschnittstellen zueinander gemessen.

Sämtliche Werte werden von dem PC, der den Prüfstand steuert, protokolliert und überwacht. Die einfache Möglichkeit, die Prozess-Controller in eine Prüfstandsumgebung zu integrieren war für Ralf Strothmann ein wichtiges Kriterium: "Die Prozess-Controller senden sowohl den Status – also "in Ordnung" oder "nicht in Ordnung" – als auch die gemessenen Werte über Ethernet an den zentralen PC."

100 % Rückverfolgbarkeit

Jede Lenkungskupplung, die das Werk von Dura Automotive Systems Reiche GmbH in Lage verlässt, ist mit einer eindeutigen Nummer versehen. „Anhand dieser Nummer können wir im Nachhinein die Montage und die dabei gemessenen Werte exakt nachvollziehen“, erläutert Ralf Srothmann. Somit ist für den Kunden eine absolute Rückverfolgbarkeit gegeben. Die Montage- und Prüfeinrichtung für die Lenkungskupplung für den SLS AMG wurde zum großen Teil bei Dura Reiche konzipiert und auch gebaut. Lediglich der Prüfstand zur Messung des Beugemoments der Gelenke wurde von der Reorg GmbH komplett inklusive Steuerungs-PC und Software geliefert. Der Bau der Prüfeinrichtungen an den anderen Stationen und deren Integration geschah bei Dura Reiche. Bei der Auswahl der Komponenten legte man bei dem Automobilzulieferer besonderen Wert auf eine unkomplizierte Anbindung an das Prüfsystem. „Mit den kompakten Prozesscontrollern von HBM haben wir schon in der Vergangenheit gute Erfahrungen gemacht“, begründet Ralf Strothmann die Entscheidung für den MP85A.

Zur Zeit verlassen pro Tag im Schnitt etwa 25 Lenkungskupplungen das Werk in Lage. Diese werden zusammen mit den in Hamburg gefertigten Komponenten zu einer kompletten Lenkung  im Werk Sindelfingen in den SLS AMG eingebaut. Der Fahrer des Flügeltürers kann sich dank moderner Messtechnik von HBM darauf verlassen, dass sicherheitsrelevante Teile seines Sportwagens mit höchster Qualität und Präzision gefertigt sind.

Überwachung von Einpressvorgängen

Die Prozess-Controller MP85A von HBM werden unter anderem zur Überwachung von Einpressvorgängen in der Fertigung und Montage eingesetzt. Dazu werden die Messwerte der angeschlossenen Aufnehmer erfasst und direkt im Controller ausgewertet. Dadurch kann direkt eine Aussage über die Qualität des Produktionsschritts getroffen werden. Die Prozess-Controller lassen sich über Feldbus-Schnittstellen oder Ethernet nahtlos in ein übergeordnetes System einbinden. Neben dem Gesamtstatus – das produzierte Teil ist „in Ordnung“ bzw. „nicht in Ordnung“ – lassen sich  auch komplette Kurven beispielsweise eines Einpressvorgangs sowie bis zu neun Bewertungsfenster übertragen. Die Daten können in Echtzeit über einen Webbrowser beobachtet werden. Damit lässt sich ein Einpressvorgang live überwachen, ohne dass jemand direkt an der Maschine zugegen sein muss. Sollten Probleme bei der Produktion auftreten, kann sofort reagiert werden. Per SMS oder E-Mail werden die Produktionsverantwortlichen bei einer Fehlermeldung automatisch benachrichtigt. Durch die schnelle Fehlerauswertung lässt sich die Produktqualität steigern, mit Rückrufaktionen verbundene Kosten hingegen werden gesenkt.

Die Daten lassen sich außerdem detailliert auswerten, um beispielsweise Trends in den Messwerten festzustellen. So kann frühzeitig auf Probleme reagiert werden, noch bevor fehlerhafte Teile produziert werden. Zusätzlich lassen sich sämtliche Daten langfristig in einer Datenbank speichern, so dass eine lückenlose Rückverfolgbarkeit der produzierten Teile gewährleistet ist.

Der Kunde

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