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Klemmelemente Position fixieren mit Klemmelementen

Redakteur: Jan Vollmuth

Trumpf wollte in seine Stanzmaschinen den hydraulischen Antrieb des Stanzkopfs ablösen. Die Lösung: Pneumatische Klemmen von Zimmer halten den Abstreifer fest im Griff.

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In der Stanzmaschine Trumpf Tru-Punch 3000 werden Klemmelemente des Typs MKR von Zimmer verbaut.
In der Stanzmaschine Trumpf Tru-Punch 3000 werden Klemmelemente des Typs MKR von Zimmer verbaut.
(Bild: Trumpf)

Das Technologieunternehmen Trumpf ist vor allem in den Geschäftsfeldern Werkzeugmaschinen, Lasertechnik, Elektronik und Medizintechnik aktiv. Stanzmaschinen aus Ditzingen ermöglichen die dreidimensionale Blechbearbeitung und können bis zu vollautomatisierten Anlagen ausgebaut werden. Mit den Stanzmaschinen der Baureihe Tru-Punch 3000 bietet Trumpf beispielsweise eine ressourceneffiziente Universalmaschine, die Bleche bis 6,4 mm restgitterfrei bearbeiten kann.

Hydraulik brachte Nachteile

In dieser Baureihe setzte Trumpf lange Zeit Stanzköpfe mit hydraulischem Antrieb ein. Die Hydraulik brachte aber verschiedene Nachteile mit sich: Der Wartungsaufwand ist relativ hoch, denn die Verschlauchung muss regelmäßig auf Dichtigkeit überprüft werden, und in festen Intervallen wird auch ein Austausch des Druckspeichers fällig. Zudem gibt es immer eine gewisse Gefahr von Leckagen und der Verschmutzung durch Ölspuren.

Trumpf wollte daher den Stanzkopf der Baureihe Tru-Punch 3000 von einem hydraulischen auf einen elektrischen Antrieb umstellen und dabei einen Kugelgewindetrieb mit Direktantriebstechnik einsetzen. Damit mussten aber auch für Zusatzfunktionen wie den Antrieb und die Fixierung des Abstreifers nichthydraulische Lösungen gefunden werden – und zwar ohne große konstruktive Änderungen. Der Abstreifer wurde daher auf einen pneumatischen Antrieb umgestellt und sitzt nach wie vor an drei Halteachsen, die radial um den Stanzzylinder angeordnet sind.

Fest fixierter Abstreifer

Abstreifer sind neben dem Stempel und der Matrize der dritte zentrale Bestandteil eines Stanzwerkzeugs. Sie werden an die Konturen des Stempels angepasst und liegen meist direkt auf dem Blech auf, so dass die Werkstücke beim Stanzvorgang in Position gehalten und unerwünschte Verformungen verhindert werden. Bei einer alternativen Anwendungen wird der Abstreifer dagegen in einem bestimmten Abstand über dem Werkstück positioniert und verhindert beim Zurückziehen des Stanzstempels, dass das Blech am Stempel hängen bleibt und mit nach oben gezogen wird. Bei dieser Variante wird also der Abstreifer in einer definierten Position fixiert, und seine Haltevorrichtung muss in der Lage sein, die Abstreifkräfte sicher aufzunehmen.

Auf der Suche nach einer geeigneten Lösung stießen die Ingenieure von Trumpf auf die Klemmelemente der Zimmer Group. Sie werden z.B. eingesetzt, um Hubwerke zu positionieren, Maschinentische festzustellen oder Achsen mit pneumatischem Antrieb bei Erreichen der gewünschten Position zu fixieren. Die meisten Klemmelemente weisen zwei synchron laufende Keilgetriebe auf, die dafür sorgen, dass die Klemmkräfte von beiden Seiten einer Achse oder Führung wirken. Querbelastungen durch den Klemmvorgang werden dadurch weitgehend vermieden, und bei den schwimmend gelagerten Baureihen sind Querkräfte schon konstruktionsbedingt ausgeschlossen.

Spezielle Lösung erforderlich

Die speziellen Anforderungen von Trumpf konnten nicht mit Klemmkomponenten aus dem Standardlieferprogramm abgedeckt werden: Um die bewährte Konstruktion des Abstreifers trotz des Wechsels von einer hydraulischen zu einer pneumatischen Klemmung nicht verändern zu müssen, sollte die neue Klemmlösung in den bisherigen, sehr knapp bemessen Bauraum rund um den Stanzzylinder integriert werden. Die Klemmvorrichtung musste daher sehr kompakt ausfallen und gleichzeitig eine hohe Kraftdichte aufweisen, denn die erforderlichen Prozesskräfte betragen bis zu 30 kN.

Die Ingenieure von Zimmer griffen diese Anforderungen auf, berechneten die erforderlichen Haltekräfte der Klemmvorrichtung und entwarfen in kürzester Zeit das Layout für eine pneumatisch betätigte Klemmeinheit, die an den drei Achsen des Abstreifers montiert werden sollte.

Da es für diese spezielle Anwendung keine Lösung aus dem Standard gab, modifizierten sie die vorhandenen Klemmelemente so, dass als Antwort auf diese spezielle Kundenanforderung eine individuelle Systemanwendung entstand.

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