Die Säulen des Stanzwerkzeugbaus

Technik

Stanzwerkzeuge werden zur millionenfachen Herstellung kleinster Metallteile in präzisen, schnelllaufenden Pressen eingesetzt. Wenn es um Genauigkeit geht, spielen vor allem auch die Führungselemente eine wichtige Rolle.

12. Mai 2016
Fibro bietet ein umfassendes Produktportfolio im Bereich der Führungselemente. Bildquelle: Fibro
Bild 1: Die Säulen des Stanzwerkzeugbaus (Fibro bietet ein umfassendes Produktportfolio im Bereich der Führungselemente. Bildquelle: Fibro)

Unter Führungselementen versteht man Säulen und Buchsen, die in unterschiedlichsten Varianten, Größen und Qualitäten als Gleit-, Rollen- und Kugelführungen in Werkzeugen und Vorrichtungen eingesetzt werden. Sie haben in erster Linie die Aufgabe, die zwei Hälften eines Werkzeugs zu verbinden und sie mit absoluter Präzision spielfrei und parallel zusammenzuführen.

Fibro produziert Präzisionsteile, die zusammen als genormte Teile für den Werkzeug- und Maschinenbau in ein umfangreiches Programm gefasst wurden. Jährlich kommen viele neue Teile und Lösungen dazu. »Insgesamt«, so Jochen Schäfer, Leiter des Geschäftsbereiches Normalien bei Fibro, »haben sich bis heute mehr als 45.000 Teile angesammelt, die wir am Lager im baden-württembergischen Hassmersheim für unsere Kunden in aller Welt vorhalten.«

Bei diesen Teilen handelt es sich ausschließlich um Standardteile, die immer wiederkehrend in größeren Stückzahlen für den Werkzeugbau insgesamt und insbesondere für den hochpräzisen Stanzwerkzeugbau benötigt werden.

Verschiedene Lösungen

Darüber hinaus bietet das Unternehmen aber auch die Besonderheit der kundenspezifischen Normalienherstellung. »Für uns bedeutet das, dass wir dem Kunden auf seine Bedürfnisse zugeschnittene Lösungen bieten, die von Stückzahl eins bis mehrere 100 reichen«, konstatiert Schäfer. Allen hochpräzisen Führungselementen gemeinsam ist, dass Fibro diese in eigenen Fertigungsstätten mit modernsten Werkzeugmaschinen und mit einem hohen und kontinuierlichen Qualitätsstandard produziert.

Für den anspruchsvollen Werkzeugbauer hält Fibro unterschiedliche Lösungen an Führungselementen vor, die für ihn innerhalb kürzester Lieferzeiten – meist innerhalb von 24 Stunden – zur Verfügung stehen. Das garantiert der Normalienlieferant trotz seines riesigen Portfolios.

Was der Werkzeugbauer letztendlich benötigt, hängt aber insbesondere vom Werkzeug und von den darauf zu produzierenden Bauteilen ab. Da sind zum Beispiel die Präzisionsgleitführungen, die aus Sintereisen mit hoher Reinheit und carbonnitrierter Oberfläche bestehen: Die Laufflächen sind feingeschliffen. Unter Vakuum werden die Poren (Anteil 18 bis 20 Prozent der Oberfläche) mit Fibro-Spezialöl gefüllt.

Absolute Leichtgängigkeit

Neben Gleitführungen unterscheiden sich mit den Präzisionskugel- und Präzisionsrollenführungen zwei weitere, wesentliche Führungstypen. So bieten die Präzisionskugelführungen einen nahezu 100-prozentigen spielfreien Lauf, der sich in der Folge auf die hohe Genauigkeit und Stabilität des Werkzeugs auswirkt. Gewährleistet wird dies insbesondere durch die feingeschliffenen und gehohnten Laufflächen. Die Kugelführungen zeichnen sich in erster Linie durch ihre absolute Leichtgängigkeit aus. Die Kugelkäfige gibt es wahlweise aus Messing oder Aluminium.

Der Dritte im Bunde der wichtigsten Führungsarten ist die Präzisionsrollenführung. Dabei sorgen die Profilrollenkäfige für eine linienförmige Berührung zwischen Führungsbuchse und Führungssäule. Daraus ergibt sich die Logik, dass diese Art von Führung – im Vergleich zur Kugel – vor allem für eine höhere Belastung des Tragelementes Rolle steht.

Das zweite Hauptelement für eine Werkzeug-Führung sind die Führungssäulen. Auch hier bietet Fibro zahlreiche unterschiedliche Ausführungen an. Im Standard reichen diese im Durchmesser bis 80 Millimeter und in der Länge bis 800 Millimeter; als Sonderausführungen sind auch andere Durchmesser und Längen möglich. Sie bestehen meist aus randschichtgehärteten Stählen mit einer Kernzugfestigkeit mit mehr als 900 N/mm2.

Paarungsklassifizierung

Eine Grundlage für die Auslegung von Buchsen-Säulen-Paaren ist die Paarungsklassifizierung. Je nach Durchmesserbereich sind die Toleranzen für Führungssäulen, Führungsbuchsen aus Sintermetall und Führungsbuchsen mit Kugelführung entsprechend aufeinander abgestimmt.

Der Präzisionsteile-Hersteller unterstützt die Auswahl durch eine Auswahlmatrix, die der Anwender im Katalog oder Internet findet. Die fertigungstechnischen Möglichkeiten von Fibro erlauben es, die hochgenauen Führungssäulen und -buchsen in drei noch feineren Toleranzklassen zu fertigen. Dadurch ist es möglich, exakt definierte Führungsspiele bei Gleitführungen oder Vorspannungen bei Kugelführungen zu erreichen.

Fibro sieht sich als Rundumversorger des internationalen Werkzeugbaus und wird im Markt wohl auch so wahrgenommen. Neben den zahlreichen Lösungen bietet das Unternehmen auch komplette Säulengestelle mit den Führungselementen Buchse und Säule plus Stempelführungsplatten an.

Forschung und Erfahrung

Alle Produkte, die das Unternehmen aus Weinsberg anbietet, kommen aus eigener Entwicklung und Fertigung. Gepaart mit der langjährigen Erfahrung und dem über Jahrzehnte gewonnenen Wissen im Werkzeug- und Komponentenbau kann der Anwender sich zu 100 Prozent auf die eingesetzten Führungselemente verlassen.

So wurden unter anderem in Zusammenarbeit mit führenden Instituten die Werkzeugführungen und das Genauigkeitsverhalten von Presse und Werkzeug innerhalb eines Forschungsprojekt untersucht. In dieser experimentellen Untersuchung wurde der Einfluss unterschiedlicher Werkzeugführungen auf das Genauigkeitsverhalten des Systems ›Presse zu Werkzeug‹ analysiert.

Betrachtet wurden unterschiedliche Säulen- und Stollenführungen sowie deren Kombinationen. Daraus ließen sich beispielsweise Empfehlungen für die Unterkonstruktion von Werkzeugen und die Einsatzgebiete unterschiedlicher Führungsvarianten ableiten.

Ein weiteres Beispiel, wie Fibro die optimale Auslegung erreicht und die Funktionssicherheit seiner Produkte sicherstellt, ist die Untersuchung an Säulenführungsgestellen für Stanzwerkzeuge, wobei hier der Wirkzusammenhang von Standmenge, Werkstückgenauigkeit und dem dynamischen Verhalten der Presse beschrieben wurde.

Support für den Anwender

Viele der Fibro-Kunden, die zum großen Teil aus der Automobil- und Zulieferindustrie kommen, sind in der Lage, ihre Führungselementeauswahl selbst zu treffen. Dafür wird zum einen ein umfangreicher Katalog mit zahlreichen wertvollen Hilfen, Hinweisen und Praxisbeispielen, aber andererseits auch ein umfangreiches Internetangebot zur Verfügung gestellt.

Wer jedoch gerne eine persönliche Beratung benötigt – sei es über die Hotline oder einen Fibro-Berater –, bekommt sie selbstverständlich.

Außerdem zeigt das Unternehmen sein Portfolio im Kundendialog auf internationalen Fachmessen, beispielsweise auf der Euroblech, Blechexpo oder der Stanztec, die vom 21. bis 23. Juni in Pforzheim stattfindet.

Als wertvolle Dienstleistung bietet der Präzisionsteile-Hersteller Kunden und Interessenten auch eine Reihe von Seminaren zu den verschiedensten Themen des Werkzeug- und Maschinenbaus.

Dietmar Kuhn, Fachjournalist aus Lauda-Königshofen

Stanztec Halle MS-OG, Stand C-23-1

Zahlen & Fakten

1958 wurde die Fischer-Brodbeck GmbH (Fibro) in Weinsberg als Hersteller von Präzisionsrundteilen gegründet und ist seit 1974 Teil der Läpple-Gruppe.

Heute engagieren sich weltweit etwa 750 Mitarbeiter in den Geschäftsbereichen Normalien und Rundtische. Fibro hat mittlerweile Niederlassungen in Frankreich, den USA, Indien, der Schweiz, in Singapur, Korea und in China sowie mehr als 70 Vertretungen und Servicestützpunkte weltweit.

Erschienen in Ausgabe: 04/2016