Bosch Rexroth / Ortic Innovative Lineartechnik für das 3D-Walzprofilieren

Autor / Redakteur: Michael Fuchsberger / M.A. Frauke Finus

Warum aufwendig pressen, wenn sich Metallprofile für Gebäude, Automobile oder Flugzeuge auch in einem Arbeitsgang flexibel in vier Richtungen biegen und formen lassen? Der schwedische Maschinenbauer Ortic erschließt das Potenzial des 3D-Walzprofilierens gemeinsam mit Bosch Rexroth. Die Bewegungskette der Maschinen ist von der Lineartechnik bis zur Steuerung der Servomotoren auf Kraft, Dynamik und Präzision ausgelegt.

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In einem Arbeitsgang: Für das Velodrom in Athen brachte der mobile Walzprofilierer von Ortic lange Metallprofile direkt auf der Baustelle in Form.
In einem Arbeitsgang: Für das Velodrom in Athen brachte der mobile Walzprofilierer von Ortic lange Metallprofile direkt auf der Baustelle in Form.
(Bild: Ortic)

Was haben die Sportarena in Budapest, das Pariser „Le Tarmac“ Theater und das Velodrom in Athen gemeinsam? Sie alle beeindrucken architektonisch mit langen, dynamisch geschwungenen Metallprofilen, die jeweils direkt an Ort und Stelle in Form gebracht wurden. Solche großen Profile mit einer Länge von bis zu 150 m direkt auf der Baustelle in einem Arbeitsgang zu fertigen, ist eine enorme Erleichterung für die ausführenden Baufirmen, zumal die dafür notwendige mobile Maschine in einen gewöhnlichen Container passt und sich mittels Kran einfach positionieren lässt. Entwickelt und realisiert wurde der mobile 3D-Walzprofilierer vom schwedischen Maschinenbauer Ortic in Zusammenarbeit mit Bosch Rexroth als Partner für die Lineartechnik sowie für die Antriebs- und Steuerungstechnologie.

Flexibel umformen mit nur einem Werkzeug

Im Gegensatz zur konventionellen Blechumformung genügt beim 3D-Roll-Forming eine Maschine und ein Arbeitsgang zur kompletten Fertigung der Metallprofile. Das senkt sowohl die Investitions- als auch die Produktionskosten inklusive Transport und Logistik. „Im Vergleich zu den bisherigen Standardverfahren benötigen wir nicht mehr für jedes Produkt ein oder mehrere Spezialwerkzeuge“, erklärt Johan Eriksson, CEO bei Ortic AB, einem auf Walzrollen spezialisierten Unternehmen der Ortic Group. „Dank der gemeinsamen Entwicklung mit Bosch Rexroth lassen sich viele verschiedene und komplexe Profile auf einer einzigen Maschine herstellen.“ Diese Vorteile kommen nicht nur in der Bauindustrie gut an. Auch in der Automobil- und Flugzeugindustrie, wo Gewichtsersparnis und Produktionskosten zentrale Themen sind, kann das schnelle und ressourcensparende Verfahren punkten. Selbst Straßenlaternen wurden bereits mithilfe des effizienten Verfahrens optimiert. Konisch gewalzt sind sie nicht nur leichter, sondern auch kosteneffizienter und stabiler.

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Beim dynamischen 3D-Roll-Forming durchlaufen die einlaufenden Bleche eine Vielzahl beweglicher und einzeln steuerbarer Walzgerüste, die nacheinander auf vier Achsen wirken. Damit selbst die hochfesten Stähle der Automobilproduktion den Vorgaben der gemeinsam entwickelten Software ohne Materialriss folgen, müssen die Kräfte äußerst präzise vorausberechnet und möglichst direkt an das Profilblech übertragen werden. „Die konstruktive Herausforderung bestand vor allem darin, in direkter Nähe zum Walzprozess hohe Kräfte, Geschwindigkeiten und Genauigkeit auf kleinstem Raum zu konzentrieren“, berichtet Johan Erikkson. „Diese scheinbaren Widersprüche löste unser Partner mit einer elektromechanischen Lösung, die Lineartechnik, Servomotoren und Steuerung zu einer hochgenauen Bewegungskette kombiniert.“

Planetengewindetriebe der Extraklasse

Innerhalb der Gesamtlösung von Bosch Rexroth spielt die Lineartechnik mit Profilschienenführungen, Kugel- bzw. Planetengewindetrieben sowie elektromechanischen Zylindern eine buchstäblich tragende Rolle. Für höchste Anforderungen kommt die kompakte Antriebslösung Planetengewindetriebe PLSA zum Einsatz, die nicht nur Geschwindigkeiten von bis zu 50 m/min erreicht, sondern auch ein breites Kraftspektrum im oberen Leistungsbereich mit dynamische Tragzahlen von bis zu 544 kN abdeckt. Beim 3D-Formrollen garantiert die designbedingt besonders leistungsdichte und langlebige Lineartechnikkomponente eine konstant hohe Positionier- und Wiederholgenauigkeit.

Mithilfe der Profilschienenführungen und Linearachsen von Bosch Rexroth lässt sich der gesamte Maschinenrahmen seitlich verfahren. Dies ist nicht nur für das Biegen der Profile wichtig, sondern auch für die Wartungsfreundlichkeit. Wie alle anderen Baugruppen wird auch diese Funktion mithilfe vormontierter Baugruppen realisiert. Kostensenkend bei der Montage wirkt zudem die schaltschranklose Antriebslösung Indra Drive Mi von Rexroth, die mittels Hybridkabel für Stromversorgung und Steuersignale die Verkabelung um 70 % reduziert – ein wichtiger Faktor, gerade für mobile Maschinen. Konfiguriert werden alle Komponenten effizient mithilfe der Online-Tools von Bosch Rexroth. Direkt im Anschluss können die Ortic-Ingenieure die entsprechende Dokumentation sofort abrufen.

Ein Partner für die ganze Bewegungskette

Einen wesentlichen Grund für die Zusammenarbeit mit Bosch Rexroth lag für Ortic in der Fähigkeit, die gesamte Bewegungskette vom PLC-System bis hin zur Lineartechnik liefern zu können. Ein weiterer Punkt für die Ortic-Ingenieure: Der gute Support bei der Berechnung der benötigten Maschinenteile durch den Entwicklungspartner sowie bei der Konstruktion und Berechnung von Gewindetrieben und Servomotoren. „Gemeinsam holen wir das Beste aus unserer Roll-Umform-Technologie heraus“, freut sich Johan Eriksson.

Zwar gibt es neben Ortic noch weitere Anbieter von 3D-Walzprofilierern. Für Eriksson steht aber fest, dass kein anderer den gesamten Prozess von der Simulation bis zum Maschinenbau genauso stringent abdecken und zudem einen weltweiten Service durchführen kann. „Das globale Kompetenz- und Ersatzteilnetzwerk unseres Partners Bosch Rexroth bildet neben der Lösungsqualität einen wichtigen Pfeiler für den internationalen Erfolg unserer Technologie. Wir werden auch in Zukunft eng mit Bosch Rexroth zusammenarbeiten.“

Mit dynamischen Tragzahlen bis zu 544 kN übertragen die langlebigen Planetengewindetriebe PLSA von Rexroth hohe Kräfte besonders schnell. Die Produktfamilie mit Spindeldurchmessern von 20 bis 75 mm deckt fein abgestuft ein breites Kraftspektrum im obersten Leistungsbereich und mit Geschwindigkeiten von bis zu 50 m/min ab. Ausgestattet mit einem neuen System vorgespannter Einzelmuttern, zylindrisch und mit Flansch, lassen sich verglichen mit marktüblichen Vorspannsystemen doppelt so hohe Tragzahlen und eine achtmal längere nominelle Lebensdauer erzielen. Beim 3D-Formrollen gewährleisten die Planetengewindetriebe eine konstant hohe Positionier- und Wiederholgenauigkeit.

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