Kupplungen Servo-Distanzkupplungen für das Teilehandling in Umformpressen

Redakteur: Brigitte Michel

Klassisches Einsatzgebiet von Distanzkupplungen sind Anlagen, bei denen verschiedene Achsen parallel verlaufen und sich in absolut gleichem Takt bewegen müssen. Ein ganz besonders Anwendungsfeld sind Stapelsysteme, die das Karlsruher Unternehmen GPA-Jakob zur Pressenautomatisierung fertigt.

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Vollautomatisches Stapelsystem zur Rotor-Stator-Stapelung Bilder: Jakob
Vollautomatisches Stapelsystem zur Rotor-Stator-Stapelung Bilder: Jakob
( Archiv: Vogel Business Media )

GPA-Jakob ist Entwickler und Hersteller von Anlagen für die Pressenautomation jeder Größenordnung. Mit den Produktionsanlagen löst man eine Vielzahl von Aufgabenstellungen rund um die Zuführung und den Transport von Platinen und Umformteilen. Kernstück ist meist ein Greiferschienentransfer. Transfersysteme transportieren Teile zwischen den einzelnen Werkzeugstufen in der Presse, kontrolliert von der ersten bis zur letzten Werkzeugstufe. Dabei sind aktuelle CNC-Transfers vollelektronisch geregelt, frei programmierbar und ermöglichen so hohe Taktzahlen und kurze Rüstzeiten. Die vollautomatische Zu- und Abfuhr der Platinen oder Teile wird mit Stapelsystemen realisiert. So entstehen komplette Automationsanlagen, die die Wirtschaftlichkeit und Produktivität der Fertigung steigern.

Vielzahl von Einheiten lösen unterschiedlichste Aufgaben

Solche Anlagen bestehen meist aus verschiedensten Einheiten, wie Ent- und Abstapeleinheiten, Zuführung von Platinenstapel über Kettenförderer, Rollengänge, Schiebetische oder Drehtische. Aber auch Stapelhebeeinrichtungen, unterschiedliche Formen der Platinenvereinzelung, Reststapelverarbeitung, auf Platinen zugeschnittene Saugersysteme, Doppelblecherkennung und –ausschleusung, Zuführung von Platinen zur Presse über Magnetbänder oder Rollengänge und verschiedene Abhol- und Übergabestationen werden gebaut.

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Bei all diesen Einheiten sind Distanzkupplungen von Jakob in verschiedensten Längen und Durchmessern wesentliche Schlüsselkomponenten. Bei den Stapelsystemen beispielsweise werden die Blechplatinen vom Stapel in die Presse gelegt oder es gilt die umgeformten Teile vom Transfer zu übernehmen und auf ein bereitgestelltes Transportmedium zu übergeben. Dabei entnimmt das Entstapelgerät Platinen aus einem Magazin und transportiert sie über Magnetbänder zu einer Übergangsstufe, wo ein Transfergerät die Platinen übernimmt - und das bei einer hohen Taktfrequenz.

Kupplung gleicht Winkel- und Achsversatz aus

Bei Entstapelgeräten die sehr große Platinen handeln können, liegen die Führungsbahnen der Magazine oft weit auseinander. Sie werden auf beiden Seiten, zum Beispiel über Kugelgewindetriebe, bewegt. Um den Synchronlauf beider Kugelgewindetriebe zu gewährleisten, setzt man einen Zentralmotor ein, der beide Seiten über Winkelgetriebe und lange Distanzkupplungen antreibt.

In einer beispeilhaften Anwendung entnimmt ein Stapelgerät Platinen aus einer Presse und transportiert sie über Magnetbänder zur Stapelposition. Dabei muss die Kraft des Motors exakt und winkelgetreu übertragen und gleichzeitig Fluchtungsfehler ausgeglichen werden.

Der Ausgleich des Winkel- und des Achsversatzes wird mit torsionssteifen Distanzkupplungen mit Zwischenrohr erreicht. Die hier eingesetzten Kupplungen von Jakob Typ WB können Achsabstände bis zu fünf Meter überbrücken und dabei Drehmomente bis 500 Nm spielfrei übertragen. Der Achsversatz kann dabei bis zu 6 mm betragen.

Wesentliches Konstruktionsmerkmal der WB-Distanzkupplung ist je ein flexibles Ausgleichselement an den Rohrenden eines längenvariablen Zwischenrohrs. Die Ausgleichsnaben in Halbschalenform ermöglichen durch einfache, radiale Bedienung eine spielfreie, kraftschlüssige Klemmverbindung am Rohrende und Wellenzapfen. Zur Erleichterung der Montage ist jeweils eine Nabenhälfte zusätzlich mit dem Rohr verschraubt und ermöglicht die Auflage der Kupplung auf An- und Abtriebszapfen. Die „losen“ Nabenhälften lassen sich problemlos von unten mit der Kupplung verschrauben. Durch diese Lösung ist eine Einmannmontage, auch bei extrem langen Kupplungen möglich. Im Servicefall kann die WB-Kupplung ohne Demontage der Antriebs- bzw. Abtriebseinheiten ausgewechselt werden. Eine hohe Torsionssteife garantiert geringe Verdrehwinkelfehler und das niedrige Trägheitsmoment ein gutes dynamisches Verhalten.

Software gibt exakte Belastungsinformationen

Die maximal zulässigen radialen Verlagerungen sind direkt linear zur Zwischenrohrlänge. Diese wird in Verbindung mit weiteren Daten wie Axial- und Winkelversatz, Wellendurchmesser und Abstand in einer speziell entwickelten Auslegungs-Software berücksichtigt und dem Anwender als exakt berechnetes Datenblatt für den spezifischen Anwendungsfall zur Verfügung gestellt. Die ermittelten Werte geben detaillierte Informationen über elastische Verformung, biegekritische Drehzahl, Torsionsteife der kompletten Welle, Verdrehwinkel, Gewicht, Masseträgheitsmomente und zulässigen Ausgleichsversatz. Dieses Berechnungsprogramm ermöglicht wichtige Entscheidungshilfen bei der optimalen Auslegung, besonders für die biegekritische Drehzahl. Hier kann zum Beispiel durch die variierbare Torsionssteife der unterschiedlichen Ausgleichselemente und den veränderbaren Innen- oder Außendurchmesser des Zwischenrohres die Auslegung der Synchronwelle optimiert werden. Auch durch einen zusätzlichen Richt- und Wuchtvorgang des Rohres wird die biegekritische Drehzahl erhöht oder reduziert.

Die Kupplungsteile fertigt man standardmäßig aus hochfestem Stahl. Alternative Sonderausführungen in Aluminium oder für höhere Drehmomente und Rohrlängen über 5 m sind auf Anfrage möglich. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit nur die flexiblen Ausgleichselemente zu beziehen und das Zwischenrohr selbst beizustellen, hierzu ist jedoch aus Sicherheitsgründen unbedingt Rücksprache mit dem Kupplungshersteller Jakob erforderlich.

(mi)

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