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Aktuelles über Antriebselemente

Zahnrad, Zahnriemen, Zahnstange, Welle, Kette, Förderband

tretter10316Titelstory

Das entscheidende Kriterium für die Wettbewerbsfähigkeit von Sondermaschinenbauern besteht in der Fähigkeit, anspruchsvolle Entwicklungen in immer kürzerer Zeit mit möglichst geringen Kosten und hoher Qualität umzusetzen. Damit steigen die Anforderungen an die Zulieferer, die schnell und zuverlässig kundenspezifische Lösungen anbieten müssen, damit Kundenanforderungen individuell umgesetzt werden können. Für Zuführbänder an Pressenlinien setzt Schuler Automation auf die Drehmomentkugelbuchsen von Dr. Tretter.


Diese Elemente sorgen für einen optimalen und verschleißarmen Betrieb. „Unsere Pressenlinien sind bei vielen namhaften Automobilherstellern in Deutschland, europaweit, in Übersee und Fernost im Einsatz“, beschreibt Andreas Herb. Der Diplom-Ingenieur ist Leiter der mechanischen Konstruktion bei der Schuler Automation GmbH & Co. KG im baden-württembergischen Gemmingen bei Heilbronn. „Wir kümmern uns hier im Werk um Vorrichtungen, die Bleche automatisch Pressenanlagen zuführen, und das äußerst effizient.“ Dazu kommen Waschanlagen und Sprüheinheiten für die Bleche, die auch Platinen genannt werden, sowie ganzheitliche, auf den Kunden abgestimmte Lösungen für Lade- und Fertigteilstapelsysteme.

Presswerkausrüstung und Logistikkonzept

tretter20316Das Unternehmen zählt zu den Spezialisten, wenn es um Automatisierungsfragen bei Presswerkausrüstungen und Logistikkonzepten geht. „Unsere Dienstleistungen beinhalten die Projektierung und Beratung, die Planung und Konstruktion, die Lieferung schlüsselfertiger Anlagen, die Inbetriebnahme und Schulung sowie den Service und die Instandhaltung“, zählt Andreas Herb auf. „Wir bieten maßgeschneiderte Systemlösungen für Neuanlagen, Umbau und Re-Engineering.“ Schuler Automation verzeichnet eine Exportquote von 45 % und beliefert etwa 300 bis 400 Kunden, vornehmlich aus der Automobilindustrie. Dazu gehören namhafte Unternehmen wie BMW, Audi, Mercedes, Ford, Volkswagen, Volvo sowie deren Zulieferer. „Hier am Standort Gemmingen beschäftigen wir etwa 300 Mitarbeiter“, sagt Andreas Herb.

Am Standort werden die Anlagen montiert und in Betrieb genommen. Mit der Presse selbst werden sie erst vor Ort beim Kunden verheiratet. „Neben der eigenen Fertigung werden diverse Baugruppen und Komponenten bei ausgewählten Lieferanten beschafft“, sagt Herb. An ihre Zulieferer stellt die Schuler Automation hohe Anforderungen. Es spielen Zuverlässigkeit, Preis, Termintreue, aber besonders eine schnelle Lieferung eine große Rolle. Dabei versucht das Unternehmen, die Anzahl der Partner auf ein paar wenige zu begrenzen. Zu den ausgewählten Anbietern gehört die Dr. Tretter GmbH & Co aus dem schwäbischen Rechberghausen. „Für uns ist die hohe Qualität der Komponenten entscheidend“, erläutert Herb. „Denn unsere Anlagen sollen nicht nur ihre Aufgabe erfüllen. Mit unseren Lösungen wollen wir Anwendern signifikante Steigerungen an Effizienz, Präzision, und Produktivität ermöglichen.“

Umformen der Platinen zu Karossrieteilen

In der Montagehalle zeigt Konstruktionsleiter Andreas Herb auf Förderbänder, die gerade im Aufbau sind und die später in der Automobilindustrie den Pressen großflächige Bleche mit Breiten bis zu 4,30 und Tiefen bis zu 2,20 m zuführen. Diese sogenannten Platinen werden zu Karosserieteilen wie Türen, Motorhauben, Kofferraumdeckel, Seitenwände oder Kotflügel umgeformt. Beim Kunden wird das Förderband in der Regel von zwei Entstapel-Robotern beladen. Im Wechsel nehmen sie die Platinen nacheinander von einem Stapel und legen sie auf das Transportband ab. Spreizmagnete verhindern dabei das gleichzeitige Anheben zweier Bleche.

„Je nach Kundenanforderung statten wir diese Förderstrecken beispielsweise mit einer Teileverfolgung aus. Dabei erkennen Sensoren permanent, wo sich das Bauteil befindet“, sagt Andreas Herb. Dazu kommen Kontrollen, die verhindern, dass sich Bleche übereinander schieben können. Ein Kamerasystem prüft die Lage des Blechs auf dem Band. Ist diese nicht korrekt, rückt es ein Zentrierroboter in die richtige Position. Am Ende der Förderstrecke entnimmt ein Einlegegerät das Bauteil und platziert es in die Presse. „Wir können die Strecke auch mit einer Waschanlage ausstatten, die die Bleche vor dem Umformen reinigt“, sagt Herb.

Schuler Automation passt die Anlagen individuell an die Gegebenheiten beim Anwender an. Die Länge kann bis zu 20 m betragen – dabei kann eine Strecke aus bis zu drei Transportbändern zusammengebaut sein. Jedes Transportband besteht aus sechs bis zehn Bandsträngen. Jeder Bandstrang besteht im Wesentlichen aus einem Zahnriemen mit zwei Umlenkrollen, die in einem Profil laufen. Zur Übertragung des Antriebsmomentes auf die einzelnen Bandstränge kommen Drehmomentkugelbuchsen zum Einsatz, die sich in den Umlenkrollen befinden.

Spielfreie Drehmomentkugelbuchsen ersetzen verschleißende Keilwellen

tretter30316Bei diesen Antriebseinheiten kommt es zum einen auf die Geschwindigkeit an. Denn diese entscheidet über die Anzahl der Bauteile, die in einer bestimmten Zeiteinheit produziert werden. Und weil die Platinen auf dem Weg zur Presse an verschiedenen Stationen halten, muss das Band ständig gestoppt und wieder beschleunigt werden. „Die Drehmomentkugelbuchsen sind nahezu spielfrei. Das ist wichtig, denn bei dieser dynamischen Bewegung schlagen sie beim Stoppen und wieder Beschleunigen nicht aus. Das verringert deutlich den Verschleiß“, erklärt Herb.

Bis vor etwa zehn Jahren setzten die Ingenieure noch Keilwellen ein. Diese Einheiten nutzten sich aufgrund ihres Spiels beim beständigen Wechsel von Beschleunigen und Bremsen schneller ab. Außerdem kann es an den Pressungsstellen zu einer Mangelschmierung kommen, da ein Platinenwechsel und damit eine Verstellung der Umlenkrollen auch nicht jeden Tag erfolgen müssen. Das kann in der Folge zu Tribokorrosion führen.

Gleichmäßig Abstand halten

Je nachdem, wie groß die zu bearbeitenden Bleche sind, können sie mit ihren scharfen Kanten direkt auf einem der Bandstränge liegen. Beschleunigt oder bremst das Band, bleiben die Kanten infolge der Trägheit der Platinen am Strang hängen und beschädigen ihn. Die Bleche müssen deshalb so auf dem Transportband liegen, dass sie mit ihren scharfen Kanten die Stränge so wenig wie möglich berühren. Deshalb müssen die seitlichen Kanten der Platinen über die Bandstränge hinausragen. „Bei einem Platinenwechsel, wenn Bleche mit anderen Maßen transportiert werden, müssen wir die Abstände der Bandstränge entsprechend verändern“, erklärt Andreas Herb.

Der Mindestabstand von Bandstrangmitte zu Bandstrangmitte beträgt beispielsweise 200 mm. „Bei sechs Bandsträngen werden blockweise jeweils drei von der Mitte nach links und nach rechts verstellt“, erklärt Herb. Nun stellt eine Gewindespindel die gleichmäßigen Abstände in den Blöcken sicher. Dazu besitzt sie verschiedene Gewindesteigungen: Mit einem Antrieb werden alle Bandstränge eines Blocks stufenlos auf immer gleiche Abstände zueinander aufgefächert.Um diese Verstellbewegung mit dem Abtrieb der Transportriemen zu kombinieren, wurden zunächst Vielkeilwellen eingesetzt, die aber schon bald von Drehmomentkugelbuchsen abgelöst wurden.

Hochpräzise Längsführungen verhindern Verkanten

Drehmomentkugelbuchsen sind hochpräzise Längsführungssysteme zur Drehmomentübertragung. Sie ermöglichen in jeder Position eine reibungslose, parallele Verstellung der Bänder – ohne dass sie sich verkanten. Dafür sorgt das Wälzelement Kugel. Damit erfährt die Drehmomentkugelbuchse nur eine Querkraft. Bei der Übertragung erfüllen sie die Funktion einer Vielkeilwelle. Das Besondere ist, dass durch das Wälzelement auch kein Stick-Slip-Effekt auftritt. Die Translationsbewegung erfolgt nahezu ruckfrei. Bei den Drehmomentkugelbuchsen läuft die Kugel in eingeschliffenen Nuten.

Damit sind diese Maschinenelemente deutlich verschleißfreier als die Keilwellen. Das liegt an der Geometrie der berührenden Körper. Denn die konvex geformte Kreisbogenlaufrille schmiegt sich an die ebenfalls konvexe Kugel eng an. Die Ingenieure von Schuler haben mit den Drehmomentkugelbuchsen außerdem den Vorteil, sehr kompakte Konstruktionen realisieren zu können. „Auch wenn die Maschinenelemente etwas teurer sind, am Ende erhalten wir die preiswertere Lösung“, sagt Herb. Zum Einsatz kommen die Drehmomentkugelbuchsen aktuell gepaart mit gezogenen Wellen. Diese sind so leistungsgerecht ausgelegt und hochwertig gefertigt, dass montagefertige Standard-Elemente zum Einsatz kommen.

Drehmomentkugelbuchse schlägt geschliffene Drehmomentwelle

tretter40316„Zwischenzeitlich hatte Schuler noch einen Wettbewerber mit geschliffenen Drehmomentwellen im Einsatz“, erinnert sich Manuel Lauppe von Dr. Tretter, der als Berechnungsingenieur bei dem schwäbischen Zulieferer tätig ist und damals Schuler betreute. „Wir konnten aber die Automatisierungstechniker von unseren Drehmomentkugelbuchsen überzeugen, weil wir für diesen Einsatzfall gezogene Drehmomentwellen empfohlen haben.“ Dadurch punktete das Unternehmen mit sehr kurzen Lieferzeiten und einem günstigeren Preis, ohne dass es zu Einbußen in der Funktionalität kam.

Eine gezogene Drehmomentwelle ist naturgemäß nicht so genau und das Spiel lässt sich nicht so eng tolerieren, wie bei einer geschliffenen Welle. Das kann aber bei einem Einsatzfall wie bei Schuler durchaus von Vorteil sein. „Reale Komponenten weisen in der Regel Fehler auf“, sagt Lauppe. „Werden diese Komponenten nun zusammengebaut, und an einem Element befinden sich vier oder sechs weitere Bauteile, die ihrerseits wieder durch ein Element gekoppelt sind, verringert sich das resultierende Spiel.“ Das Gleiche gilt auch für die Genauigkeit. „Diese Effekte sind beim Einsatz von Profilschienenführungen in Werkzeugmaschinen messtechnisch belegt worden“, betont der Ingenieur.

Know-how, Vertrauen und räumliche Nähe

Ein weiterer, nicht unwesentlicher Grund für Schuler Automation, sich für Dr. Tretter als Zulieferer zu entscheiden, ist auch die räumliche Nähe und das Vertrauen, das sich während der langjährigen Geschäftsbeziehung zwischen den beiden Unternehmen aufgebaut hat. „Wir können unseren Kunden Pressenlinien liefern, die sich durch hohe Ausbringungsleistung und Qualität bei gleichzeitig kurzen Werkzeug-Wechselzeiten auszeichnen“, betont Andreas Herb. Durch diese Kombination leistet Schuler einen entscheidenden Beitrag, mit dem Anwender ihre Teilestückkosten senken und damit die Wirtschaftlichkeit ihrer Presswerke steigern können. Im Jahr verlassen bis zu 15 Zuführanlagen für diese effizienten Pressenlinien das Werk in Gemmingen.
Bild oben: Die Förderbänder führen die Bleche den Pressen zu. Die Drehmomentkugelbuchsen treiben die Bandstränge nicht nur an, sie sorgen auch für den optimalen Abstand zueinander.

weiterer Beitrag des Herstellers           Katalog Drehmomentkugelbuchse        Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

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