Ein deutscher Pionier der Kunststoffbranche, dessen Produkte und Lösungen mit Fug und Recht das Siegel Made in Black Forest verdienen, ist das Unternehmen Fischer. Mit dem Namen Fischer verbinden wir in erster Linie Fischer Dübel und Fischertechnik. Die global agierende Fischer Gruppe umfasst inzwischen fünf Unternehmensbereiche – Fischer Befestigungssysteme, Fischer Automotive, Fischertechnik, Fischer Consulting und LNT Automation und beschäftigt weltweit rund 5.200 Mitarbeiter. Professor Klaus Fischer, Inhaber, Vorsitzender der Holding und des Beirats der Unternehmensgruppe, hat vor über 40 Jahren die Leitung von seinem Vater, dem Firmengründer Artur Fischer, übernommen und einen weltweit agierenden Konzern aufgebaut. Nach den Ideen des japanischen Kaizen (kontinuierliche Verbesserung) entwickelte er bereits in den 1990er Jahren eine eigene Philosophie zur Optimierung aller Unternehmensprozesse und zum Vermeiden jeglicher Verschwendung wie Material und Zeit. Fischer Consulting berät externe Firmen mit dem Wissen um das Fischer Prozesssystem, um deren Abläufe schlank und effizient zu gestalten.

Umfunktionierter Anguss

S-Dübel mit Zacken und zwei abstehenden Flügeln, der über Spreizkräfte, die die Schraube auf den Baustoff überträgt, diese in der Wand hält. (Bildquelle: Fischerwerke)

S-Dübel mit Zacken und zwei abstehenden Flügeln, der über Spreizkräfte, die die Schraube auf den Baustoff überträgt, diese in der Wand hält. (Bildquelle: Fischerwerke)

Artur Fischer hat 1958 den Schraubdübel erfunden. Hierbei handelt es sich um ein Kunststoffbauteil, mit dem Schrauben haltbar und schnell in einer Wand montiert werden können. Der Dübel wird in ein in der Wand vorgebohrtes Loch gesteckt. Durch Eindrehen der Schraube weitet sich der Kunststoff auf und verankert sich form- oder kraftschlüssig in der Wand.

Lange Zeit wurde mit Nägeln gearbeitet, dann mit Schrauben. Für beides musste ein belastbarer Untergrund in der Wand geschaffen werden. Nachdem ein Loch in die Wand gehauen worden war, wurde in dieses ein Holzstück eingeschlagen und verpresst oder eingegipst. In das Holz wurde dann ein Nagel eingeschlagen oder eine Schraube eingedreht. Durch die Erfindung des Dübels wurde nun ein einfaches Anbringen von belastbaren Gegenständen ermöglicht. Den Prototyp des Spreizdübels hat Artur Fischer aus dem Anguss eines Kunststoffbauteils handwerklich gefertigt.

Polyamid 6 seit Anbeginn

„PA 6 ist ein Material, das sich für die Produktion der Dübel sehr gut eignet und sich durch ein sehr gutes Langzeitverhalten auszeichnet“, erläutert Rainer Fischer, Leiter Entwicklung bei Fischer Befestigungssysteme. Er verdeutlicht dies an einem Beispiel. „Hier bei uns in der Entwicklung wurden 1977 Dübel eingebaut, die mit 160 kg belastet sind. Sie befinden sich seit nunmehr 43 Jahren im ‚Test‘ und sie halten immer noch. Dieser und weitere Langzeitversuche zeigen, dass der Dübelwerkstoff Polyamid die von uns garantierten 50 Jahre hält.“ Polyamid besitzt eine hervorragende Festigkeit und Zähigkeit. Außerdem kann es Feuchtigkeit aufnehmen und auch wieder abgeben, wodurch es sich im eingebauten Zustand klimatischen Bedingungen anpassen kann.

Auf zahlreichen Spritzgießmaschinen werden in den Produktionswerken täglich rund 10 Mio. Kunststoffdübel gefertigt. (Bildquelle: Fischer Kunststoffverarbeitung)

Auf zahlreichen Spritzgießmaschinen werden in den Produktionswerken täglich rund 10 Mio. Kunststoffdübel gefertigt. (Bildquelle: Fischer Kunststoffverarbeitung)

In Waldachtal werden täglich circa 10 Mio. Kunststoffdübel in 1 und 2K-Ausführung, unverstärkt und glasfaserverstärkt hergestellt. Abhängig vom gefertigten Produkt werden 4 bis 80 Stück in kurzer Abfolge entformt. Die für die Herstellung der Befestigungstechnik benötigten Werkzeuge werden von den über 100 Mitarbeitern des hauseigenen Werkzeugbaus gefertigt. Dübel gibt es ab 4 mm im Durchmesser und 20 mm Länge bis hin zu Schraubdübeln für Wärmedämmstoffsysteme mit Längen von bis zu 420 mm. Das Wanddicken-Fließweg-Verhältnis ist bei diesen Bauteilen ein entscheidendes Kriterium für die Machbarkeit im Spritzguss. Angespritzt werden die Dübel meist an der Spitze.

Grün fixieren

Die grünen Dübel unterscheiden sich nicht nur farblich von den Standardtypen, sondern bestehen zu mehr als 50 Prozent aus biobasiertem Polyamid. (Bildquelle: Fischerwerke)

Die grünen Dübel unterscheiden sich nicht nur farblich von den Standardtypen, sondern bestehen zu mehr als 50 Prozent aus biobasiertem Polyamid. (Bildquelle: Fischerwerke)

2014 war die Markteinführung der Greenline-Serie. Hier handelt es sich um Dübel, die zu mehr als 50 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen bei gleicher Performance. Der regenerative Anteil der Produkte ist nach DIN-Certo zertifiziert. Fischer war der erste Hersteller, der nachhaltige Befestigungsprodukte auf den Markt gebracht hat. „Für Handwerker oder Endkunden, die beim Hausbau biobasierte Produkte einsetzen wollen, ist ein kleines Sortiment an Standardtypen verfügbar“, sagt Business Unit Leiter Rainer Fischer. Die Gesellschaft legt den Fokus beim Kauf von Befestigungselementen immer mehr auf Nachhaltigkeit.

2 Komponenten, 3 Funktionen

Duopower: Dieser Dübel entscheidet anhand des Untergrunds, ob er sich durch knoten, klappen oder spreizen in der Wand verankert. (Bildquelle: Fischerwerke)

Duopower: Dieser Dübel entscheidet anhand des Untergrunds, ob er sich durch Knoten, Klappen oder Spreizen in der Wand verankert. (Bildquelle: Fischerwerke)

Die neueste Entwicklung, die von Professor Klaus Fischer forciert wurde, ist die Duo-Line-Produktserie. Hierbei handelt es sich um 2K-Dübel, die seit 2015 auf dem Markt sind. Diese Dübel vereinen die Funktionalitäten – Knoten, Klappen, Spreizen – mehrerer Einzeldübel. „Der Grundkörper besteht auch hier aus Polyamid 6, die zweite Komponente aus einem weiteren thermoplastischen Kunststoff. Diese beiden Werkstoffe sind so konzipiert, dass sie sich gegenseitig in der Funktion ergänzen. Wie genau, ja das ist Fischer Know-how“, so der Entwicklungsleiter. „Die Mitdrehsicherung der grauen Komponente verhindert sein Mitdrehen beim Anziehen der Schraube. Weiterhin übernimmt sie das Spreizen des Dübels. Die rote Komponente verhindert einerseits, dass beim Einbringen des Dübels in das Bohrloch Schmutz ins Dübelinnere gelangt. Andererseits vergrößern ihre Expansionsflügel beim Klappen des Dübels dessen Auflagefläche und dadurch seine Tragkraft. Auch beim Verknoten beim Einsatz in Plattenbaustoffen geht das Polypropylen mit“, führt Frank Neltner, Leiter der Fischerakademie, aus. Je nach Baustoff aktiviert der Dübel das geeignete Funktionsprinzip. Für den sicheren Halt sorgt in jedem Fall der Konstruktionswerkstoff Polyamid.

Duopower durch Knoten in der Wand verankert. (Bildquelle: Fischerwerke)

Duopower durch Knoten in der Wand verankert. (Bildquelle: Fischerwerke)

Duopower durch spreitzen in der Wand befestigt. (Bildquelle: Fischerwerke)

Duopower durch spreitzen in der Wand befestigt. (Bildquelle: Fischerwerke)

Doppelte Sicherheit

Neuentwicklungen werden seit vielen Jahren im hauseigenen Prüflabor auf Herz und Nieren getestet und qualifiziert. Alle Befestigungselemente aus Kunststoff, aber auch Rahmendübel, Stahldübel und chemische Anker durchlaufen die jeweiligen Prüfprogramme. Dazu gehören Festigkeitsprüfungen, Zugprüfungen, Temperaturwechseltests und viele weitere mehr. Die Prüfverfahren, Lastzyklen und klimatischen Verhältnisse richten sich nach dem späteren Einsatzgebiet der Elemente. Dazu zählen Brandschutzbefestigungen, Fassadensysteme genauso wie dynamische Anker im Industrie- oder Anlagenbau.

In der Fischerakademie wird der fachgerechte Umgang mit der Befestigungstechnik geschult. (Bildquelle: Fischerwerke)

In der Fischerakademie wird der fachgerechte Umgang mit der Befestigungstechnik geschult. (Bildquelle: Fischerwerke)

Zertifizierte Produkte auf den Markt zu bringen ist die eine Sache, diese richtig für den sicheren Einsatz anzubringen, eine ganz andere Um die Mitarbeiter in richtiger Montage und Verkauf der Produkte umfassend zu schulen, wurde vor über 35 Jahren eine Trainingsabteilung, die Fischer Akademie, gegründet. „Dort lernen Handwerker und Fachhändler sowie unsere Außendienstmitarbeiter alles, was sie in der Befestigungstechnik wissen müssen. Von den Grundlagen, beispielsweise die richtige Schraubenlänge für einen bestimmten Dübeltyp, bis hin zum Umgang mit Stahlankern oder den chemischen Produkten, für die das Bohrloch entsprechend vorbereitet werden muss. Außerdem lernen die Teilnehmer, für die Anwendungen das passende System zu wählen und zu berechnen“, so Neltner. „Von den Handwerkern, die wir schulen, erhalten wir auch Ideen für neue Produkte. Denn sie teilen uns mit, wie sich die Produkte im Alltag handhaben lassen oder auch, welche neuen Baustoffe am Markt existieren, für die es noch keine passende Befestigungslösung gibt.“ Nach der Schulung können die Teilnehmer die fünf Fragen: Wird eine Zulassung für das Produkt benötigt? Welche Untergrundmaterialien liegen vor? Um welche Lasten handelt es sich und wie hoch sind diese? Wie ermittle ich den Durchmesser des Befestigungsmittels? Wie sehen die Montagebedingungen aus?, beantworten und für die Aufgabe die richtige Befestigung wählen oder gar berechnen.

Technik spielerisch begreifen

„Die Entwicklung von Fischertechnik geht auch auf Artur Fischer im Jahr 1965 zurück. Er hatte sich überlegt, an Weihnachten nicht die typischen Schwarzwälder Spezialitäten an Geschäftsfreunde und -partner zu verschenken, sondern einen Baukasten für deren Kinder“, berichtet Rainer Fischer. Aus der Resonanz auf den Baukasten, bei dem es sich nicht um ein einfaches Spielzeug handelte, sondern um etwas, das erweitert und nach eigenen Ideen weitergebaut werden konnte, entstand der Geschäftsbereich Fischertechnik. Technikbegeisterten Menschen stehen heute rund 650 verschiedene Einzelteile für die Umsetzung ihrer Projekte zur Verfügung. Die Prototypen neuer Elemente und Modelle fertigt das Unternehmen zunächst additiv, um deren Entwicklungszeit zu verkürzen und zu vereinfachen und Ideen schneller in die Kästen zu bringen.

Der an seinen sechs Seiten anbaubare Grundbaustein ist die Basis für alle Konstruktionsbaukästen, die für unterschiedliche Altersgruppen verfügbar sind. Erstes Konstruieren mit den Kästen und Systemen ist bereits ab dem Kindergartenalter möglich. Themenkästen zu Mechanik und Statik, Elektronik oder Automobil sind ebenso verfügbar wie Green-Energy und Robotics. Mit dem Baukasten Öko Energy kann beispielsweise eine Brennstoffzelle genutzt werden, mit deren Energie andere Modelle betrieben werden können. Die Systeme sind zukunftsgerichtet, denn sie verbinden die Welt herkömmlicher Technik mit der digitalen. Selbst Ingenieure nutzen den Modellbau und die Simulationsmöglichkeiten, um automatisierte Produktionsabläufe von Fabriken im Kleinen darzustellen.

Von der Fabriksimulation zur Lernfabrik 4.0

Lernfabrik 4.0 – voll automatisiertes und digitalisiertes Modell eines Industrie 4.0 Unternehmens. (Bildquelle: Fischerwerke/Jakob Studnar)

Lernfabrik 4.0 – voll automatisiertes und digitalisiertes Modell eines Industrie 4.0 Unternehmens. (Bildquelle: Fischerwerke/Jakob Studnar)

Hierfür gibt es fertig aufgebaute Schulungs- und Simulationsmodelle wie die Fabriksimulation, mit den Industrieautomatisierungen simuliert werden können. Dieses automatisierte, Controller gesteuerte Modell besteht aus einer Sortierstrecke mit Farberkennung, einer Multi-Bearbeitungsstation mit Brennofen, einem automatisierten Hochregallager und Vakuumsauggreifer. „Doch der Markt wollte mehr, das heißt, die Prozesse sollten nicht nur automatisiert, sondern auch digitalisiert sein. Industrie 4.0 sollte anschaulich vermittelt und dadurch besser verstanden werden“, erläutert Guido Schubert, Leiter Vertrieb Industrie und stellvertretender Geschäftsführer Fischertechnik. So wurde die Fabriksimulation zur Lernfabrik 4.0 aufgerüstet. Aus Gründen der Kompatibilität wurden verfügbare Sensoren und RFID-Reader mit einer Fischertechnik-Hülle versehen. Anschließend erfolgten viele Digitalisierungsschritte wie Vernetzen der Fabrik oder Anbindung an die Cloud, um die Controller untereinander kommunikationsfähig zu machen.

Professor Klaus Fischer war ein starker Treiber der Lernfabrik 4.0, da er es als äußerst wichtig erachtet, dass das Thema Industrie 4.0 in die Ausbildung junger Menschen integriert wird.

Industrie 4.0 wird greifbar

Lernfabrik 4.0 – voll automatisiertes und digitalisiertes Modell eines Industrie 4.0 Unternehmens. (Bildquelle: Fischerwerke/Jakob Studnar)

Lernfabrik 4.0 – voll automatisiertes und digitalisiertes Modell eines Industrie 4.0 Unternehmens. (Bildquelle: Fischerwerke/Jakob Studnar)

Die Lernfabrik 4.0 ist ein modulares, physisches Modell mit rund 1 m² Platzbedarf, mit dem experimentiert, simuliert, demonstriert werden kann. Wie verhält sich das Modell, wenn Produktionsabläufe beispielsweise hinsichtlich ihrer Produktionszyklen optimiert werden? Es können Produktionseinheiten mit Losgröße 1 ebenso dargestellt werden wie Serienproduktionen. Außerdem kann auch Predictive Maintenance, also die vorausschauende Maschinenwartung, integriert werden. Möglich ist dies alles dadurch, dass die Programme zwar fertig geschrieben doch Open Source verfügbar sind, das heißt, der Anwender kann selbst damit individuell weiterarbeiten. Die generierten Daten können in die Fischertechnik-Cloud oder in der eigenen Cloud gespeichert werden. Für Schulungszwecke können auch bewusst Fehler eingebaut werden, die die Teilnehmer erkennen und beheben müssen.

„Für Fischertechnik kommen die Anfragen zur Lernfabrik 4.0 vornehmlich aus drei Bereichen: Unternehmen, die im gewerblichen Bereich ausbilden, weiterbilden, qualifizieren, Berufs- und Hochschulen sowie Universitäten und seit Einführung der Lernfabrik auch aus Software- und IT-Unternehmen“, sagt Schubert. „Die letztgenannte Branche hat die Herausforderung, dass sie abstrakte Produkte wie Software, Cloudanbindungen verkaufen, die anhand des begreifbaren Modells auch physisch demonstriert werden können.“

Nach Schubert gehört beispielsweise IBM zu den Nutzern. Das Unternehmen demonstriert an einem Modell in seiner Firmenzentrale in Ehningen die Möglichkeiten der Watson Plattform anhand der Lernfabrik 4.0. Künstliche Intelligenz und softwareseitige Serviceleistungen für Produktionsabläufe werden dadurch sichtbar. Studenten an der Hochschule in Hamburg, München, Innsbruck oder Luzern arbeiten mit dem Modell. Sie haben die CAD-Daten erhalten und erstellen einerseits ein wirkliches Abbild und andererseits einen digitalen Zwilling von der Lernfabrik.

Sowohl die Fischer Befestigungssysteme als auch Fischertechnik sind Produkte aus Kunststoff, die mit anderen Werkstoffen nicht umsetzbar sind. Gerade die Befestigungssysteme sind aus unserem Alltag nicht wegzudenken und dass mit Fischertechnik die Leistungsfähigkeit von Software und Industrie 4.0 Prozessen dargestellt werden kann, hätte deren Erfinder sicherlich nicht zu träumen gewagt.

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Über den Autor

Simone Fischer

ist Redakteurin Plastverarbeiter.

simone.fischer@huethig.de