Anspruchsvoll haspeln

Technik

Sie sind kaum zu sehen und dennoch für Elektronik-Anwendungen unentbehrlich: kleinste Kontaktteile, die millionenfach aus walzplattierten Bändern hergestellt werden. Die Heraeus Materials Technology GmbH & Co. KG fertigt solch walzplattierte Bänder und setzt in der Produktion auf Wickeltechnik der Kohler Maschinenbau GmbH.

06. Oktober 2016

Mit konstanter Geschwindigkeit laufen verschiedene Bänder durch die Produktionslinien bei Heraeus. Die Bänder aus unterschiedlichen Materialien werden von mehreren Coils abgewickelt, laufen an einer Station zusammen, werden miteinander verbunden, durchlaufen Kontrollstationen und werden am Ende der Linie wieder als Coil aufgewickelt. Das Verbinden der aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehenden Bänder nennt man Walzplattieren.

Die Auf- und Abwickeltechnik ist dabei besonders wichtig, damit der Kunde walzplattierter Bänder – in der Regel Stanzbetriebe – diese in seine Fertigung reibungslos einbinden und seine Fertigungsqualität und Stückzahlen sicher erreichen kann. »Deswegen haben wir 2012 in eine Haspel-Anlage von Kohler Maschinenbau investiert«, erläutert Joachim-Franz Schmidt, Fertigungsleiter Walzwerk bei Heraeus.

Mit der Kohler-Anlage, die aus zwei Haspeln besteht, kann sowohl von links als auch von rechts sowie von unten und oben und im Reversierbetrieb gefahren werden. Das ist dann der Fall, wenn das Band aus irgendwelchen Gründen nicht lagerichtig gewickelt sein sollte. »Entscheidend dabei ist«, so Schmidt, »dass das jeweilige Band kantengenau gewickelt wird.« Kantengenau bedeutet, dass unter den einzelnen Bandlagen ein Versatz von einem Millimeter oder weniger einzuhalten ist. Das Versatzmaß von einem Millimeter gilt als Obergrenze.

Um die Bänder gleichmäßig ab- und aufzuwickeln, hat Kohler an beiden Haspeln eine Separiervorrichtung installiert. Durch Führungsrollen unterstützt, gewährleistet sie, dass eine Bandkante kontinuierlich am Festanschlag gewickelt wird. Schmidt spricht dabei von einer kantengeführten Wickeltechnik im Gegensatz zur Center-Line-geführten Wicklung.

Heraeus setzt auf die Haspeln von Kohler, weil sie in einer einfachen Art und Weise die Qualität der produzieren Coils sicherstellen. »Wir haben vor allem eine Universalanlage gesucht, die zum einen unseren Banddickenbereich abdeckt und zum anderen durch eine definierte Zugregelung eine saubere Umspulung des Produktes gewährleistet«, erklärt Schmid. Unter anderem trägt eine präzise Antriebsregelung den hochsensiblen Bändern und ihrer Wickelgüte Rechnung. Dabei werden die Haspeln unabhängig voneinander angetrieben und je nach Durchmesser des ab- und aufgewickelten Coils entsprechend über eine ›Bundrechner-Applikation‹ geregelt.

Bei der Steuerung, einschließlich der Regelungssoftware, handelt es sich um eine kundenspezifische Lösung von Kohler. Uwe Haag, technischer Verkauf bei Kohler, betont: »Unsere Steuerung, wir nennen sie Bundrechner-Applikation, setzt sich vor allem aus Siemens-Komponenten zusammen. Sie sorgt dafür, dass von einem maximalen Außendurchmesser bis zu einem minimalen Innendurchmesser bei gleichbleibender Geschwindigkeit ein konstanter Bandzug sichergestellt ist.«

Abhängig ist der Zugbereich von der jeweiligen Banddicke, der Bandbreite und den Ansprüchen der walzplattierten Bänder. Durch die Vorgabe des spezifischen Bandzuges in Verbindung mit der Zugmessung wird über den gesamten Bereich exakt der vorgegebene Bandzug über die Haspeln eingestellt. Der konstante Bandzug über den gesamten Durchmesser- und Geschwindigkeitsbereich stellt sicher, dass die Bänder ohne negative Beanspruchung durch Überdehnung abgewickelt und wieder sauber aufgewickelt werden. So können keine Oberflächenbeschädigungen auftreten.

Zum Schutz der Oberflächen befinden sich an den Haspeln drei Papierwickler, die beim Abwickeln die Papierlage zwischen den Windungen aufwickeln und auf der Gegenseite das Seidenpapier zum Schutz der Oberfläche wieder einwickeln. Diese Papierwickler können in Drehrichtung und Bandzug angepasst werden. Schmidt spricht in diesem Zusammenhang von einer »anspruchsvollen Steuerungslösung, die in Zusammenarbeit von Kohler und Heraeus entstanden ist«.

Wartung und Reparatur entfallen

Das Besondere an der Haspelanlage ist die Haspeldornspreizung. Haag erklärt: »Bisher wurde die Haspeldornspreizung mit Hilfe eines Hydraulikzylinders realisiert. Hier machen wir das mit einem Servomotor. Dadurch entfallen das Hydraulikaggregat, die Verrohrung, die Wartung der Hydraulikanlage und der immer wiederkehrende Austausch sowie die Reparatur tropfender Drehölverschraubungen.« Die Kosten für die Erneuerung des Hydrauliköls und die Stromkosten für die Hydraulikpumpe entfallen komplett. Der Kunde senkt somit die Betriebs- und Wartungskosten und spart zudem wertvollen Platz.

Die servomotorische Spreizregelung des Haspeldorns hat den Vorteil einer konstanten Spreizung des Coils auf dem Dorn. Die einzelnen Windungen des Bandes rutschen dadurch nicht übereinander. Das ist oberflächenschonend, was bei den walzplattierten Bändern sehr wichtig ist. Ein weiterer Vorteil der servomotorischen Spreizung ist die exakte Vorgabe eines individuellen Coil-Innendurchmessers bei der Aufwickelhaspel.

»Mit der Vorgängeranlage hatten wir permanent Probleme, eine gleichbleibende und materialschonende Wickeltechnik zu realisieren. Mit der Kohler-Anlage hatten wir bislang keine Ausfälle. So können wir unseren Kunden einwandfreie walzplattierte Produkte liefern«, sagt Schmidt.

Dietmar Kuhn Fachjournalist aus Lauda-Königshofen

Euroblech Halle 27, Stand E32

Erschienen in Ausgabe: 06/2016