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Fliegender Wechsel steigert die Schlagzahl bei Umformpressen

| Autor/ Redakteur: Peter Springfeld / Dietmar Kuhn

Wenn in einer Pressenlinie zwei oder vier Umformteile aus einer Platine zu fertigen sind, bedarf es einer geschickten und innovativen Werkstückhandhabung. Die Anforderungen an das Teilehandling waren in einem konkreten Fall der Pressenrationalisierung besonders hoch und das Retrofit des Transports ist dabei bestens gelungen.

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Teleskopierbarer Carbon Fiber Balken der Firma Bilsing Automation, bestückt mit Bilsing Leichtbautoolings und Bilsing Vakuumsaugern.
Teleskopierbarer Carbon Fiber Balken der Firma Bilsing Automation, bestückt mit Bilsing Leichtbautoolings und Bilsing Vakuumsaugern.
( Bild: Bilsing )

Beim Retrofit einer Pressenlinie war das Problem zu bewältigen, dass die vorhandenen Crossbar-Pressen für Automobil-Außenhautteile so umzubauen waren, dass sie im Ergebnis des Retrofits mit 16 statt mit bisher nur 12 Hüben pro Minute fahren mussten.

Zunächst wurden dabei die vorhandenen Crossbar-Balken zur Werkstück-Weitergabe an die aneinandergereihten Umformwerkzeuge entfernt und durch Transfergeräte mit den Aufgaben von linearen Feeder-Systemen ersetzt. In einem zweiten Schritt wurden teleskopierbare Carbon-Fiber-Balken von Bilsing Automation als Greifersystem für die Weitergabe der Werkstücke von einem Umformwerkzeug an das nächste in die Transfergeräte installiert. In dieser Kombination ist es gelungen, die vorgegebene Produktivitätserhöhung der Großraum-Saugerpressen zu erreichen.

Leistungsfähige Saugertechnik lässt Hubzahl und Geschwindigkeit nach oben schnellen

Die Steigerung der Hubzahl der Großraum-Saugerpressen geht einher mit einer Steigerung der Transfergeschwindigkeit, mit der die Platinen von einem Werkzeug zum nächsten weitergereicht werden. Das setzt voraus, dass die Vakuumsauger, die die Werkstücke greifen, entsprechend leistungsfähig sind. Gleichzeitig muss der sie tragende Carbon-Fiber-Balken möglichst leicht sein, um die Trägheitskräfte möglichst niedrig zu halten. Bilsing Automation hebt hervor, dass der im großen Bild gezeigte teleskopierbare Carbon-Fiber-Balken einschließlich der Leichtbau-Toolings mit nur 86 kg der derzeit leichteste teleskopierbare Carbon-Fiber-Balken am Markt ist.

In Abhängigkeit von Balkenlänge und Transfergeschwindigkeit entstehen mehr oder weniger große Schwingungen. Aus diesem Grund setzt Bilsing Automation bei solchen Randbedingungen seit Langem Transferbalken aus Carbonfasern ein. Diesen Konstruktionswerkstoff hat Bilsing auch bei der Fertigung des 5150 mm langen Feederbalkens zugrunde gelegt.

Carbonfasern heben sich bei geringem Gewicht durch ausgezeichnete mechanische Eigenschaften hervor. Sie wirken schwingungsdämpfend und bieten unter anderem hohe Steifigkeiten und Festigkeiten. Gerade diese Eigenschaften waren gefragt, weil die Feederbalken, um die angestrebte Produktivitätserhöhung zu erreichen, teleskopierbar aufzubauen waren.

Nach dem Tiefziehen der Ausgangsplatine werden die zwei oder vier Werkstücke geschnitten und müssen für den weiteren Umformprozess auseinandergefahren und je nach Anforderung auch in eine neue Position bewegt werden. Das haben bislang Zwischenablagen erledigt, doch die wurden, um den Umschlagprozess zu beschleunigen, demontiert. Genau diese Funktion übernimmt jetzt der teleskopierbare Carbon-Fiber-Balken.

Bei Produktwechsel und dem damit verbundenen Werkzeugwechsel werden auch die teleskopierbaren Carbon-Fiber-Balken ausgetauscht. Getragen von den Werkzeugen fahren sie bei Werkzeugwechsel in die Presse und werden dort von den Transfergeräten aufgenommen.

Wie das große Bild zeigt, besteht der teleskopierbare Bilsing-Carbon-Fiber-Balken aus drei Teilen: Die beiden größeren Teile haben Querschnitte von 125 mm × 125 mm. An den äußeren Endstücken tragen sie Kupplungsstücke, die sie mit den Transfergeräten verbinden. In den größeren Teilstücken steckt ein Carbon-Fiber-Balken mit einem Querschnitt von 100 mm × 100 mm. Er verbindet die beiden Teilstücke in der Mitte (kleines Bild).

Der Mittelbalken ist an einer Seite fest verklebt. Auf der anderen Seite (kleines Bild, linke Bildseite) befinden sich reibungsarm arbeitende Führungseinheiten, die leichte und materialschonende Gleitbewegungen des links sitzenden, äußeren Carbon-Fiber-Balkenteils ermöglichen. Dazu wurden Gleitflächen aus Edelstahl in die Carbon-Fiber-Balken einlaminiert. Darüber hinaus verhindert die Steifigkeit der Carbon-Fiber-Balken ein Verkanten, sodass ein reibungsarmes Gleiten gewährleistet ist.

Der teleskopierbare Carbon-Fiber-Balken von Bilsing Automation ist so aufgebaut, dass er mittig bis zu 600 mm auseinander-fahren kann. Dazu bewegen sich die äußeren Teilstücke des Carbon-Fiber-Balkens jeweils maximal um 300 mm in die Y-Richtung. Den Antrieb für diese Bewegungen übernehmen Servomotoren, die auf den Transfergeräten installiert sind. Ist eine Lageänderung der Werkstücke während des Transfers von einem zum nächsten Werkzeug vorgesehen, lassen sich Schwenkeinheiten, aber auch zusätzliche Verschiebeeinheiten auf den äußeren Carbon-Fiber-Balkenteilen installieren.

Gewichtsreduzierung durch Carbon

Das Schwenken und Verschieben der Werkstücke erfolgt mithilfe von Pneumatikzylindern, die ebenfalls auf die Außenstücke des teleskopierbaren Bilsing-Carbon-Fiber-Balkens montiert sind.

Das geringe Gewicht des teleskopierbaren Carbon-Fiber-Balkens und das Führungssystem bewirken einen extrem geringen Verschleiß und damit eine lange Standzeit. Gleichzeitig bewirkt die einfache und wartungsarme Konstruktion einen reduzierten Instandhaltungsaufwand. Durch die präzisen, extrem schwingungsarmen Transferbewegungen sorgt er für einen sicheren Umschlag und ein punktgenaues Einlegen der Werkstücke in die Umformwerkzeuge, was in der täglichen Produktion zur Qualitätssicherung beiträgt. Corbonfaser-Werkstoffe sind sehr teuer, deshalb ist es betriebswirtschaftlich bedeutsam, dass sich der dreigeteilte Carbon-Fiber-Balken der Bilsing Automation im Fall eines Crashs reparieren lässt.

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