Helix-Schweiß-Prozess

Das Pforzheimer Unternehmen Witzenmann ist auf die Herstellung von flexiblen Metallelementen spezialisiert. Mit dem weltweit breitesten Produktprogramm der Branche bietet Witzenmann Problemlösungen für die Schwingungsentkopplung, Dehnungsaufnahme in Rohrleitungen, flexible Montage und das Leiten von Medien.

Bei einer Materialkostenquote von annährend 50 % ist das Interesse von Witzenmann sehr groß, ressourceneffizient zu produzieren. Sowohl im Bereich der Energie- als auch im Bereich der Materialeffizienz werden daher systematisch Aktivitäten entwickelt, um Materialverluste entlang der gesamten Wertschöpfungskette möglichst gering zu halten.

Im Rahmen dieser Aktivitäten konnte eine ressourcenschonende Innovation im Fertigungsprozess von Entkoppelelementen erzielt werden. Abgasentkoppelelemente dienen in Kraftfahrzeugen der Schwingungsentkoppelung und Bewegungskompensation. In der Regel bestehen sie aus folgenden Bauteilen:

• dem Metallbalg als gasdichtes, flexibles Element (1),
• einem umgebenden Geflecht oder Gestricke (2),
• den Endhülsen (3),
• einem Wickelschlauch zur Strömungsführung im Innern (4).

Zum Verbinden der Komponenten wird der Wickelschlauch an seinen Enden mit den Endhülsen des Metallbalges radial umgeformt. Für diese Konfektionierung eignen sich bislang ausschließlich Schläuche mit Agraff-Profil, da bei diesem Profil ein Aushaken während der Endumformung nicht möglich ist.

Bei Witzenmann wurde ein neues Verfahren entwickelt, um den Einsatz der gehakten Schläuche in den Abgasentkoppelementen zu realisieren. Das patentierte Verfahren wird als Helix-Schweiß-Prozess bezeichnet.

Beim Helix-Schweiß-Prozess werden die Wicklungen des Wickelschlauchs mit gehaktem Profil an dessen Anfang und Ende miteinander verschweißt. Durch das Verschweißen der Wicklungen sind die Enden fixiert, sodass die radiale Umformbarkeit ohne Risiko des Aushakens durchgeführt werden kann.

Für ein erstes Produkt wurde das patentierte Verfahren zur Serienreife gebracht. Das Materialeinsatzgewicht konnte bei dem ausgewählten Produkt von 179 g auf 127 g verringert werden. Gerechnet auf die Jahresstückzahl von 800.000 Teilen bedeutet dies eine absolute Verminderung der eingesetzten Materialmenge um 41,6 t jährlich.

Durch eine konsequente Analyse des Produktes und des Fertigungsprozesses, sowie der Suche nach Alternativen konnten die Materialeinsparungen für das Produkt realisiert werden. Es ist gelungen, ein als ausgereift geltendes Produkt weiterzuentwickeln. Darüber hinaus ist die mit Hilfe des neuen Verfahrens realisierte Gewichts- und Materialeinsparung auch für die Endanwender von Nutzen.

Das neue Verfahren ist deutlich aufwändiger als das Standardverfahren und somit teurer. Die im Rahmen des Projekts durchgeführte Weiterentwicklung des Verfahrens und des Fertigungsprozesses wird diesen Nachteil nicht eliminieren, aber bis zur Serieneinführung auf ein akzeptables Niveau reduzieren können.

Die Witzenmann-Gruppe geht auf ein 1854 von Heinrich Witzenmann gegründetes Unternehmen der Schmuckwarenindustrie zurück. Mit der Erfindung des Metallschlauchs setzte Witzenmann im Jahr 1885 den Gründungsimpuls für eine völlig neue Industriebranche. Kontinuierlich wuchsen das Produktportfolio, die Anwendungsfelder und die Bedeutung des Unternehmens im weltweiten Markt. Heute ist Witzenmann das führende Unternehmen im Bereich der flexiblen, metallischen Elemente, wie Metallschläuche, Kompensatoren, Metallbälge und Fahrzeugteile.

Im Jahr 2015 erwirtschafteten ca. 4.000 Mitarbeiter in der Witzenmann-Gruppe an 24 Standorten einen Umsatz von rund 580 Mio. Euro. In 19 Ländern in Europa, Asien und Amerika ist Witzenmann mit Fertigungs- und Entwicklungsstandorten vertreten. Nachhaltigkeit ist als Unternehmensziel im Leitbild des Unternehmens verankert. Dies drückt sich nicht nur im Bestreben nach innovativen Lösungen für Ressourceneffizienz aus. Darüber hinaus setzt Witzenmann Methoden des Lean Managements und die Materialflusskostenrechnung (MFCA) auch zur Steigerung der Umweltleistung im Unternehmen ein. Witzenmann ist seit 2011 Mitglied im UN Global Compact.