Max-Planck-Schule Kiel
Interneteinsatz im Unterricht (2000)

Herstellung einer Fahrradkette
Filmbeitrag aus der "Sendung mit der Maus"

  1. Produktionsfaktoreneinsatz
    1. Einsatz von Rohstoffen
    2. Maschineneinsatz
    3. Halbfabrikate
    4. Personaleinsatz


  2. Funktionsbeschreibung einzelner Maschinen


  3. Beschreibung des gesamten Produktionsprozesses


  4. Marketingüberlegungen beim Absatz von Fahrradketten





Produktionsfaktoreneinsatz :
I. Es werden als Rohstoffe verschiedene hochbelastbare Stahlbleche sowie Stahldraht eingesetzt. Die Stahlbleche sind gerollt und haben eine Dicke von ca. 3 mm. Die Breite der Bleche variiert und liegt zwischen ca. 6 mm für die Buchsen und ca. 80 mm für die Stanzteile. Der Draht hat einen Durchmesser von ca. 7 mm. Ausserdem werden vorgefertigte Kettenschlösser benötigt.

II. Die für den Produktionsprozess benötigten Maschinen sind mehrere Stanzen, Richtmaschinen, Pressen sowohl für den Stahldraht als auch für das Stahlblech, Magnetbänder für den Transport der Zwischenprodukte sowie Trommeln zum Entgraten der Laschen. Ferner werden noch eine Scheibenkonstruktion für das Sortieren der Laschen und zwei kombinierte Steck-Stanz-Maschine für das Zusammenbauen der einzelnen Kettenglieder und die Endproduktion der Kette sowie eine Zahnradkonstruktion zum ausrichten der fertigen Kette.

III. Die Halbfabrikate sind Buchsen, Ringe, Laschen, Stifte sowie die daraus zusammengesetzten Kettenglieder.

IV. Der Personaleinsatz ist äußerst gering. Gebraucht werden Menschen nur zum Wasseneinlassen in die Trommeln und zur Materialbereitstellung sowohl für die Endproduktion, als auch für die Stanzen ( Stahlband, Draht ). Hinzu kommen Arbeiter für Wartung und Werkzeugtausch, insgesamt nicht mehr als 2-3 Arbeiter für eine ganze Produktionsstrasse.
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Funktionsbeschreibung einzelner Maschinen:
Die Richtmaschinen funktionieren für alle Rohmaterialien auf die gleiche Weise. Das Material wird durch Rollen in eine gerade, fortlaufende Form gezwungen, die dann für die weitere Verarbeitung geeignet ist. Dieses Vorbearbeitete Material wird anschließend per Laufband direkt in die Stanzen oder Formmaschinen geleitet.
Funktionsweise der Richtmaschine
Eine Stanze produziert das erste Einzelteil, einen Ring. Dieser wird in drei Arbeitsgängen hergestellt. Zuerst werden aus dem ca. 80 mm breiten Stahlblech gleichzeitig mehrere Kappen nebeneinander gestanzt. Der Stempel hat bei dieser Maschine eine besondere Form: Zusätzlich zum Schneidering hat dieser Stempel einen Halbkugelförmigen Aufsatz, der zusammen mit einer Gegenform die Teile gleich nach dem Entfernen vom Stahlblech in ihre Kappenform bringt. In den nächsten beiden Arbeitsgängen werden die Kappen einzeln weitergestanzt. Der Aufsatz wird im nächsten Arbeitsgang verkleinert und im dritten per Stanze ganz entfernt. Kappenherstellugsprozess
Die zum zwischenzeitlichen Transport benutzten Magnetbänder funktionieren, wie der Name schon sagt, mit Magnetismus. Durch die elektromagnetischen Kräfte werden die Einzelteile am Förderband gehalten, während sie zur nächsten Maschine befördert werden.
Für die Produktion des zweiten Einzelteils, einer Buchse, wird eine Presse benötigt. Dazu wird das gerichtete Stahlband per automatischem Seitenschneider auf die richtige Länge gekürzt und in die Presse geschoben. Mittels vier Formteilen ( siehe rechts ) wird in drei Schritten aus dem Blech eine Buchse geformt. Zuerst wird mittels eines Dorns das Blechstück in eine halbkreisförmige Gestalt gebracht. Dann bringen zwei weitere Formteile das Stahlstück in eine annährend Ringform. Der Dorn schließt schließlich den Kreis. Buchenherstellugsprozess
Für die letzten Einzelteile werden wiederum Stanzen benutzt. Dazu werden in das Stahlband von ca. 80 mm Breite zuerst Löcher gestanzt, dann jeweils um zwei dieser Löcher herum eine Lasche. Diese Laschen werden in zwei unterschiedlichen Größen gestanzt, wobei der Produktionsprozess derselbe bleibt.
In die zur Politur und zum Entgraten benutzten Trommeln wird zusammen mit den Laschen Wasser und Sand gefüllt. Durch das beständige Drehen der Trommel über 24 Stunden werden die Laschen vom Sand reingeschliffen.
Zum Aufsammeln der Laschen für den weiteren Produktionsprozess werden diese auf eine rotierende Scheibe geschüttet. Über dieser sind in regelmäßigen Abständen ca. 15 Metallstangen angebracht. Durch die Rotation der Scheibe werden die Laschen nach und nach mit den Löchern auf die Stangen gezwungen und so aufgesammelt.
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Zuerst werden das gesamte Stahlband sowie der Draht gerichtet. Danach werden die - noch von der Rolle kommenden - Stahlbleche gestanzt. Auch der Draht wird auf eine Länge von ca. 24 mm zurechtgeschnitten und dann in einer Presse an beiden Enden mittels eines Dorns ca 1,5 mm tief gestippt. Diese gestippten Drahtstücke sind die Stifte.
Das Blech wird erstens zu Ringen gestanzt. (siehe Beschreibung einzelner Maschinen) Durch die spezielle Form der Stanzen haben die Teile an der Unterseite schon die Ringform, auf der Oberseite aber noch einen halbkugelförmigen Aufsatz, der in zwei weiteren Arbeitsgänge entfernt wird. Diese Einzelteile sind nach dem 3-Schritt-Stanzprozess sofort fertig und werden erst beim Zusammenbau der Kette wieder benötigt. Die drei Arbeitsgänge werden benötigt, um das Material nicht zu stark zu beanspruchen.
Zweitens werden aus dem Blech Laschen gemacht. Diese werden in zwei Grössen produziert und haben eine an eine "8" erinnernde Form mit zwei Löchern in den breitesten Punkten. Nach dem Stanzen werden die Laschen per Magnetband zu einem Ofen gebracht, wo sie auf ca. 400°C erhitzt werden. Sofort danach werden sie in einem Ölbad abgekühlt und wieder leicht erhitzt. Dieser Vorgang dient dem Härten der Laschen. Nach der Hitzebehandlung können sie weitaus größeren Drücken standhalten als vorher. Nach dem Härten werden sie mit Sand und Wasser in den Trommeln poliert und entgratet. Letztendlich kommt die Sortierung per drehender Scheibe. Die Stangen an der Scheibe haben zwar eine statistisch geringe Chance, eine Lasche aufzuspießen, durch die Menge der Laschen geschieht das Einsammeln aber recht schnell. Die Stangen mit den Laschen werden anschließend manuell entfernt und in die Maschine zur Endmontage montiert.
Bevor die Endmontage aber beginnen kann, muss nur noch das letzte Teil, die Buchse, hergestellt werden. (siehe Beschreibung einzelner Maschinen) Dazu wird das von einem automatischen Seitenschneider geschnittene Stahlband in einer Presse in Ringform gepresst. Dies geschieht in drei Arbeitsgängen, um das Material nicht zu überanspruchen.
Nachdem alle Einzelteile vorgefertigt sind, können sie in einer kombinierten Steck-Stanz-Maschine zusammengesetzt werden. Die großen Laschen werden von Stangen einzeln in die Maschine geschoben. Dann werden eine Buchse und ein Ring in / über jedes Loch gesteckt. Die Buchsen dienen zum Ausrichten der Glieder, während die Ringe später die Belastung tragen müssen und deshalb gestanzt werden. Danach wird eine zweite große Lasche auf das Zwischenprodukt gesetzt. Diese noch losen Teile werden wieder auf Stangen gesammelt.
Jetzt werden die kleinen Laschen bereitgelegt. Danach werden die Stifte in deren Löchern fixiert und die anderen noch losen Teile werden über den Stiften auf die kleinen Laschen gesenkt. Dann wird noch eine zweite kleine Lasche auf jedes Glied gesenkt und die Kette wird aus der Maschine in die letzte Stanze geschoben.
Aufbau der Fahrradkette
Abschließend werden die Stifte oben und unten gestanzt, um die Kettenglieder dauerhaft zu verbinden. Diese Endloskette läuft über mehrere Zahnräder, um die verkanteten Kettenglieder wieder gegeneinander läufig zu machen. Dann wird sie auf die richtige Länge gekürzt und geölt. Jetzt müssen nur noch die Kettenschlösser eingebaut werden, dann ist die Kette fertig! Die Kettenschlösser sind folgendermaßen aufgebaut: Eine Lasche ist mit zwei Stiften verschweißt, hat aber am oberen Ende der Stifte einen halbkugelförmigen Kopf und darunter an jedem Stift eine 360°-ige Einkerbung. In diese Einkerbung wird die Schnalle gesteckt, die die obere Lasche auf der Kette hält, wenn das Kettenschloss eingebaut ist.
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Marketingüberlegungen beim Absatz von Fahrradketten:
Eine Fahrradkette hat eine Lebenszeit von ca. 1.000 - 2.500 gefahrenen Kilometern und ist somit ein Verbschleißteil. Normale Radfahrer jedoch tauschen ihre Kette normalerweise nicht in diesem Intervall aus, sondern erst bei Problemen. Diese tauchen bei einer defekten Kette jedoch erst lange nach Beschädigungen an den Laufblättern auf.
Bedingt durch die Tatsache, dass trotz des eigentlich nötigen Austausches kaum letztere durchgeführt werden, kommt die Mehrheit der Radfahrer als direkte Zielgruppe nicht in Betracht. Andererseits braucht jeder Radfahrer bei einem Fahrradneuerwerb eine Kette. Damit ist als Absatzgruppe für Kettenhersteller hauptsächlich das Fahrrad-produzierende Gewerbe von Interesse. Die Räder werden häufig von Rahmenbauern montiert, die Komponenten wie Ketten hinzukaufen müssen. Diese Gruppe muss als primärer Absatzmarkt aggressiv umworben werden.
Obwohl die Fahrradneukäufe seit Jahrensteigen, sollten sich Kettenproduzenten mit langfristigen Verträgen nur um den Absatz ihrer produzierten Ketten bemühen und nicht auf eine höhere Produktion setzen. Neue Produktionsstrassen erfordern einen großen Kapitalaufwand und sind in der Produktionsmenge relativ unflexibel, da sie ohne großen Personaleinsatz nicht auf Schicht- sondern Dauerbetrieb ausgelegt sind. Ein tägliches hoch- und herunterfahren wäre wenig effizient.
Ein sekundärer Absatzmarkt könnten halb-professionelle Radfahrer sein. Diese tätigen größere Investitionen in Fahrradgüter und achten auch auf Dinge wie Verschleiß. Diese Zielgruppe könnte eine kleinere Kettenfirma durch hohe Qualität und Kundendienst auch zu erreichen versuchen. Für größere Firmen ist dieser Markt zweifellos auch interessant, verliert anhand der abzusetzenden Mengen aber an Bedeutung im Vergleich zu Fahrradneukäufen. Werkstätten werden aufgrund der oben erwähnten geringen Austauschrate für Ketten nur eine tertiäre Rolle als Absatzgruppe spielen, da halb-professionelle Radfahrer Reparaturen nach Möglichkeit selbst vornehmen.
Die Unternehmen können sich durch langfristige Verträge mit Fahrradfabriken eine festgelegte Abnahmezahl zusichern lassen und dadurch Planungssicherheit erhalten. Sie verlieren dadurch jedoch die Chance, an Preissteigerungen teil zu nehmen und erhalten bei Großabnehmern geringere Preise für ihre Produkte.
Die Alternative ist eine Spezialisierung auf Qualitätsprodukte für den Endverbraucher. Die Absatzmöglichkeiten hier sind geringer und das Risiko eines Preisverfalls ist erhöht, aber der Produzent erhält grundsätzlich höhere Preise für seine Produkte.
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Hier gibt es Informationen über eine CNC - Stanzmaschine.


© 2000 Malte Ogurreck
MPS Kiel, WP/g24