Zylinderkopf-Fertigung mit Mapal-Technologie

Feinbohrwerkzeuge für Dieselmotoren von Mapal senken bei MAN die Bearbeitungskosten deutlich – bei gleichzeitig höherer Präzision und kürzeren Einstellzeiten. Wie Mapal das mit dem EA-System schafft, zeigt ein Blick in die Fertigung des neuen D30-Motors.

Im Nürnberger Werk des Nutzfahrzeugherstellers MAN Truck & Bus ist die Produktion eines hocheffizienten neuen 13-Liter-Dieselmotors angelaufen. Als gemeinsame Motorenplattform soll er konzernweit genutzt werden. Für die Zylinderköpfe kommen Feinbohrwerkzeuge von Mapal zum Einsatz, die Ventilführungs- und Ventilsitz-Grundbohrung bearbeiten.

Praktisch zeitgleich hat MAN am Standort Nürnberg zwei wichtige Zukunftsprojekte gestartet. Parallel zum Produktionsstart des neuen Diesels geht eine Batterie-Serienproduktion für elektrisch angetriebene Fahrzeuge in Betrieb. An mehr als 50 Montagestationen sollen jährlich bis zu 50'000 Batterien gefertigt werden – mit der Option, die Kapazität bis 2030 auf 100'000 Hochvolt-Batterien zu erhöhen.

Gleich gegenüber befindet sich auf 23'000 Quadratmetern die Produktion der Dieselmotoren. Als Prozessplaner ist Marco Singer für die Fertigung der Zylinderköpfe des von Grund auf neu entwickelten Motors D30 verantwortlich. Marco Singer ordnet die Transformation zum elektrischen Antrieb wie folgt ein: «Für verschiedenste Anwendungen wie den Stadtverkehr ist der Elektromotor der ideale Antrieb. In anderen Bereichen wird der Diesel aber noch lange Bestand haben.»

Ein Motor für alle Marken

Die Traton Group, zu der neben MAN auch Scania, Volkswagen Truck & Bus sowie International Motors gehören, setzt auf das Traton Modular System (TMS). Der Motor D30 ist die gemeinsame Motorenplattform für den gesamten Konzern. Von der Entwicklung bis zur Auslieferung an die Fahrzeughersteller findet alles bei MAN in Nürnberg statt.

Der D30-Motor wird in sechs Leistungsstufen von 360 bis 560 PS produziert. Er löst die bisherigen Motorbaureihen D26 und D15 ab. Das Triebwerk erreicht einen maximalen Wirkungsgrad von 50 % und benötigt fünf Prozent weniger Treibstoff, was den CO₂-Ausstoss entsprechend senkt.

MAN investierte rund 220 Millionen Euro in die neue Produktion. Bis zu 160 Mitarbeitende arbeiten im Dreischichtbetrieb, produziert werden können rund 50'000 Motoren jährlich.

Jahrzehntelange Zusammenarbeit

MAN arbeitet seit Jahrzehnten mit Mapal zusammen. Beim Projektstart des D30 erhielt Mapal erneut den Zuschlag für die Feinbearbeitung der Ventilführungs- und Ventilsitz-Grundbohrung. Die sechs Zylinder des Motors besitzen je zwei Ein- und Auslassventile – insgesamt 24 Bohrungen pro Kopf. Diese werden mit unterschiedlichen Werkzeuggrössen auf einer Doppelspindelmaschine bearbeitet.

Stabiler Prozess durch bewährte Technik

Zunächst war ein zweiter Werkzeughersteller beteiligt, doch dessen Lösung erfüllte die Anforderungen nicht. Mapal setzte sich mit seinem weiterentwickelten Feinbearbeitungssystem durch. Singer erklärt: «Wir haben zum Beispiel einen Semischnitt eingespart und konnten auf eine Pilotreibung verzichten.» Die Bearbeitungsqualität stimmte ebenso wie die geforderte Taktzeit von rund fünf Minuten.

Die Toleranzen für Ventil- und Ventilsitzgrundbohrungen liegen bei unter 20 µm. Für den Übergang vom Sitz zur Führung gelten 50 µm. Auch die Oberflächengüte muss unter 20 µm liegen.

Moderne Technologie senkt Stückkosten

Gemeinsame Workshops zwischen Mapal und MAN führten zur Integration des EA-Systems (EasyAdjust), wodurch die Einstellzeit deutlich reduziert wurde. Das System vereinfacht das Handling für den Bediener erheblich. TEC-Wendeschneidplatten mit vier Schneidkanten sorgen für längere Standzeiten.

Durch die Anpassungen konnten die Bearbeitungskosten um 40 % gesenkt werden. Marco Singer zeigt sich zufrieden: «Mit dem erreichten Meilenstein bin ich sehr zufrieden.»

Der D30 wird voraussichtlich der letzte komplett neu entwickelte Diesel-Nutzfahrzeugmotor von MAN sein. Ab 2030 soll jedes zweite Fahrzeug mit emissionsfreiem Antrieb ausgeliefert werden.