Zahnriemen Zahnriemen dient als universelles Transportmittel in der Blechverarbeitung

Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Jochen Krismeyer / Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Bei der spanlosen Herstellung von Blechteilen sind unterschiedliche Transport- und Handlingaufgaben gefragt. Auf deren Automation hat sich GPA-Jakob spezialisiert und setzt dabei auf Zahnriemen der Mulco-Gruppe.

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Auf dieser Förderstrecke müssen je ein linkes und ein rechtes gestanztes Stahlblech von einem Stapel auf eine Umformmaschine übergeben werden, was einen sicheren Transport und eine genaue Positionierung der Teile zueinander voraussetzt.
Auf dieser Förderstrecke müssen je ein linkes und ein rechtes gestanztes Stahlblech von einem Stapel auf eine Umformmaschine übergeben werden, was einen sicheren Transport und eine genaue Positionierung der Teile zueinander voraussetzt.
(Bild: Mulco)

Bei der spanlosen Herstellung von Blechteilen für die Automobil- und die Elektroindustrie herrscht ein hoher Kostendruck. Die Blechteile durchlaufen auf Pressen, Stanzen, Schweißstationen und Umformmaschinen unterschiedliche Stationen, was die Zuführung, den Transport, die Positionierung, die Entnahme nach der Umformung und das Stapeln der Bleche bedingt – abgestimmt auf die Taktzeit der jeweiligen Station. Auf die Automation dieser Handlingaufgaben hat sich die GPA-Jakob Pressenautomation GmbH aus Karlsruhe spezialisiert. Seit über 40 Jahren entwickelt das Unternehmen Automationslösungen für die Blech- und Massivumformung. Darunter befinden sich Transfersysteme für den Transport von Teilen in mehrstufigen Pressen oder verketteten Pressenstraßen, Automationsfeeder als Mehrachs-Portalsysteme für den Teiletransport sowie das Be- und Entladen von Pressen und auch Platinenlader und Stapelsysteme zum Entstapeln vor und zum Stapeln nach den Pressen.

Jede Anwendung erfordert individuelle Lösungen

Für den Transport von Blechteilen gilt: Es gibt keine Standardlösungen. Verschiedene Formate, Gewichte und Werkstoffe erfordern immer wieder neue Konstruktionen.

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Bei dem hier vorgestellten Projekt müssen je ein linkes und ein rechtes gestanztes Stahlblech von einem Stapel auf eine Umformmaschine übergeben werden. Dazu ist ein sicherer Transport und eine genaue Positionierung der Teile zueinander notwendig. „Zum Teiletransport setzen wir Breco-Zahnriemen ein, da man diese individuell auf unsere Anwendungsfälle adaptieren kann“, erklärt der zuständige GPA-Konstrukteur. Kundenberater und Ingenieur René Preßler von Mulco-Partner Hilger und Kern bestätigt: „Wir entwerfen für jede Aufgabenstellung mehrere konstruktive Konzepte. In Gesprächen mit dem Kunden ergibt sich dann schnell die favorisierte Lösung, die wir von der Konzeptphase bis zum Serienanlauf technisch und kaufmännisch begleiten.“

Magnete sichern präzisen Transport

Mit maximal 8,4 m Achsabstand für das Transportband zur Umformmaschine ist die genaue Führung der Blechteile und damit der Zahnriemen ein sehr wichtiges Kriterium. Die präzise Führung wird in der Serienlösung bei GPA durch einen in den Breco-Riemen extrudierten Führungskeil realisiert. Der Keil zentriert sich in der passenden Nut der Kunststoffführung. In die Führung sind von unten Dauermagnete in genau abgestimmtem Abstand positioniert. Diese erzeugen eine Kraft zwischen dem Riemenrücken und den Blechen und eine Anpresskraft für den Riemen auf die Führung. Dadurch wird die Reibkraft zwischen Riemen und Führung größer, was Einfluss auf die Antriebsleistung hat und in die Dimensionierung der Antriebsmotoren eingeht. Die Anzahl, der Abstand und die Stärke der Magnete beeinflussen die Reibkraft.

Gemeinsam erarbeiteten die beiden Unternehmen eine Lösung, die bei optimaler Positioniergenauigkeit möglichst geringe Magnetkräfte benötigt. „Der Führungskeil wird bei der Riemenherstellung einfach mit extrudiert. Die Führung des Riemens über den Keil passte hier wunderbar. Prinzipiell gäbe es noch die Conti-Synchrodrive-N10-Variante. Das ist ein Noppenriemen, der die Führung sozusagen von Hause aus schon mitbringt“, sagt René Preßler. Die Konstrukteure von GPA entschieden sich letztlich für den 100 mm breiten Polyurethan-Zahnriemen Breco 100 ATK10K13-V. Der Zusatz „V“ bedeutet endlos verschweißt.

Übergabe an hängendes Transportband

Am Ende des Transportbandes werden die Bleche an eine hängende Transporteinheit mit 75 mm breiten Breco-Zahnriemen übergeben. Auch hier erzeugen Dauermagnete die Haltekräfte – diesmal zusätzlich auch die Gewichtskraft. Für den späteren Abwurf der Bleche werden die Dauermagnete mit einer Hebelkinematik kurzzeitig synchron angehoben. Die Möglichkeiten sind damit noch lange nicht ausgeschöpft. Je nach Werkstückgewicht und Form kann eine Linatrile-Beschichtung den Riemenrücken vor scharfen Schnittkanten der Bleche schützen und die Beständigkeit gegenüber Schmierstoffen erhöhen. Auch das Schneidöl, mit dem die Bleche benetzt sind, kann in sehr seltenen Fällen dazu führen, dass die Bleche beim hängenden Transport nach dem Anheben der Magnete oder dem Abschalten der Elektromagnete am Riemen „haften“ bleiben“. Die Lösung: Eine partielle Beschichtung des Riemenrückens reduziert die Auflagefläche und damit die Haftwirkung.

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Als Partnerunternehmen der Mulco-Europe EWIV-Gruppe gehört Hilger u. Kern zu den wenigen Anbietern, die Polyurethan-Zahnriemen in Breiten jenseits von 100 mm liefern können. Wenn auch dies nicht ausreichen sollte, besteht die Möglichkeit, Zahnriemen über eine Rückenbeschichtung auf eine Breite von bis zu 500 mm zu verkleben. Sollen beispielsweise Aluminiumbleche transportiert werden, kommt die Vakuumtechnik zum Einsatz. Die Spezialisten in Karlsruhe sind sich einig: „Welches Maschinenelement außer dem Polyurethan-Zahnriemen lässt sich schon so flexibel an die unterschiedlichsten Transportaufgaben anpassen?“ (sh)

* Jochen Krismeyer ist Fachjournalist, spezialisiert auf Antriebstechnik

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