Dynamischer Kniehebel

Höhere Leistung und bessere Qualität

Einbaufertige Edelstahlblechteile für Abgassysteme produziert der Automobilzulieferer Zeuna Stärker mit höherer Leistung und besserer Qualität auf einer Schuler-Presse „GMO Dynamic Drive“. Verschiedene Fertigungsvorgänge, wie Schneiden, Ziehen, Biegen, Prägen und Kalibrieren, werden in einer einzigen Arbeitsfolge ohne Nachbearbeitung durchgeführt. Ein servogesteuertes Ziehkissen erzeugt eine wesentlich bessere Blechhaltung, das integrierte Prozeßüberwachungssystem gibt ein hohes Maß an Sicherheit.

09. April 2001

Die Automobilindustrie stellt immer höhere Anforderungen an ihre Zulieferer. Unter dem starken Preisdruck ist eine kostengünstigere Produktion notwendig bei hohen Ansprüchen an die Teilequalität. Automobilzulieferer müssen sich dem ständigen Fortschritt der Automobilentwicklung anpassen und brauchen daher sehr flexible und betriebssichere Anlagen, die schnelle Reaktionen auf veränderte Vorgaben ermöglichen. Mehr Prozeßüberwachung verlangen die Hersteller von den Lieferanten. Deshalb müssen die Zulieferer größere Sicherheit und mehr Transparenz bieten.

Als Global-player und Systemlieferant für die Automobilindustrie produziert Zeuna Stärker in Augsburg komplette Abgasanlagen auf hohem technischen Niveau. Das Produktspektrum reicht von Schalldämpferkörpern in der Wickelbautechnik bis hin zur Halbschalenfalztechnik. Das seit 1875 bestehende Unternehmen beschäftigt heute 1.900 Mitarbeiter an Standorten in der ganzen Welt. Die Kundenpalette enthält so renommierte Hersteller wie Audi, BMW, Mercedes und Ferrari, um nur einige zu nennen. Da Zulieferer heute ihre Fertigungsstätten in der Nähe der Produktionsstätten der Automobilhersteller haben müssen, baute Zeuna Stärker Werke in Bremen, Ungarn, Südafrika, Italien und USA und kann somit weltweit den gestellten Anforderungen gerecht werden.

40 bis 50 Prozent größere Werkzeug-Standmengen

Auspuff-Katalysator-Halbschalen und Auspufftopf-Endstücke werden traditionell auf Exzenterpressen oder hydraulischen Pressen produziert. Zeuna Stärker setzt dazu jedoch das Kniehebel-Pressensystem „GMO Dynamic Drive“ von Schuler- Gräbener, Netphen-Werthenbach, ein und erzielt damit deutlich höhere Leistungen und bessere Qualitäten mit genaueren Toleranzen bei den Zieh- und Umformteilen. Mit der GMO erreicht Zeuna Stärker eine Leistungssteigerung von 20 bis 25 Prozent gegenüber bisher eingesetzten Anlagen. Außerdem sind die Werkzeug-Standmengen 40 bis 50 Prozent größer.

Für die Produktion der Auspuffteile werden hitzebeständige, hochfeste Edelstahlbleche als Werkstoff eingesetzt. Diese ein bis zwei Millimeter starken Dünnbleche sind nur bedingt ziehfähig. Auf hydraulischen Pressen läuft deshalb die Herstellung relativ langsam ab. Durch die Ausrüstung der Kniehebelpresse mit einem servogesteuerten Ziehkissen kann eine wesentlich bessere Blechhaltung erzeugt werden. Aufgrund der speziellen Kinematik der Kniehebelpresse mit ihrer günstigen Ziehgeschwindigkeit lassen sich die hochfesten, hitzebeständigen Edelstähle sanfter und gleichmäßiger ziehen. Denn das Material hat mehr Zeit zum plastischen Fließen, so daß die Qualität der Umformteile wesentlich besser ist.

Die steuerbaren Ziehkisseneinheiten verhindern eine Faltenbildung während des Ziehprozesses und steuern den Materialfluß. Da diese Oberantriebspresse im unteren Bereich des Bewegungsablaufs mit ihrer dort geringen Stößelgeschwindigkeit sehr sanft ausformt, ist die Gefahr des Reißens des Werkstoffes geringer.

Mehr Sicherheit durch Prozeßüberwachungssystem

Durch das in die Maschine integrierte Prozeßüberwachungssystem wird mehr Sicherheit bei der Produktqualität erreicht. Mit diesem System ist eine sehr präzise Kontrolle des Umformprozesses möglich. Dadurch werden fehlerhafte Teile gar nicht erst produziert. Darüber hinaus lassen sich die laufenden Prozeßdaten durch die Betriebsdatenerfassung dokumentieren. Damit kann der Anwender die während des Prozesses erzielten Daten dem Automobilhersteller direkt übermitteln. So können Fehler schnell lokalisiert werden.

Die Schuler-Presse GMO Dynamic Drive produziert einbaufertige Auspuffteile in einer Operationsfolge. Eine Nachbearbeitung ist nicht erforderlich. Die beträchtliche Leistungssteigerung gegenüber herkömmlichen Anlagen ist aufgrund der besonderen Bewegungscharakteristik des „Dynamic-Drive“-Antriebs und der steifen Gesamtkonstruktion möglich. Bei dem von Zeuna Stärker verwendeten Modell handelt es sich um eine 630-Tonnen-Presse mit einem Hub von 270 Millimetern.

Das Bandmaterial wird über Doppelhaspel, Richtmaschine und Walzenvorschub der Presse zugeführt. Zwischen Walzenvorschub und Werkzeugeinlauf ist eine Bandbefettungseinrichtung integriert, die Schmierstoff an bestimmten Stellen aufbringt, um den Prozeß besser zu führen. Die Fertigung erfolgt sowohl mit Folgeverbundwerkzeugen als auch mit Stufenwerkzeugen. Im Folgeverbundwerkzeug werden die Auspufftopf-Endstücke in vier bis sechs Stufen freigeschnitten, gezogen, fertiggezogen und gelocht, dann werden Anschlußflächen angeprägt sowie abgeschnitten. Alles in einem Operationsdurchgang und ohne Nachbearbeitung.

Zur Produktion der Katalysator-Halbschalen und Abschirmbleche wird ein Stufenwerkzeug eingesetzt. Die Bandzuführung erfolgt auf die gleiche Art und Weise, jedoch wird nach Einlauf des Bandes eine Platine geschnitten und vom Transfer über die einzelnen Stufen des Stufenwerkzeuges zum Fertigteil verformt. Dazu sind in diesem Fall sieben Fertigungsstufen notwendig: Schneiden der Platine, Auslochen, Vorziehen, Fertigziehen, Kalibrieren, Rand hochstellen und Beschneiden. Die Anzahl der Fertigungsstufen ist von der Art der Teile und den Qualitätsanforderungen abhängig.

Die Folgeverbundwerkzeuge bestehen aus Einzeleinschüben, die in ein Gesamt-Werkzeug- Grundgestell integriert sind. Die Stufenwerkzeuge können auf einem Adaptersystem als Komplettsystem ausgetauscht werden. Der Werkzeugumbau wird mit einem Doppel-Werkzeug- Wechselwagen (Tandem) vollautomatisch in etwa zehn Minuten durchgeführt. Im Werkzeug befindet sich eine entsprechende Sensorik, die über die Andockung automatisch die Werkzeugdaten an die Pressensteuerung übermittelt.

Hohe Verfügbarkeit der Presse Da etwa ein Drittel des Gesamtpreises des Produktes auf die Materialkosten entfällt und hierbei hochwertige Edelstähle verwendet werden, ist die Materialeinsparung aus ökonomischen und ökologischen Gründen sehr wichtig. Generell läßt sich beim Stufenwerkzeug zwei bis vier Prozent Material im Vergleich zum Folgeverbundwerkzeug einsparen. Kleine Losgrößen fertigt der Anwender kostengünstig mit dem Folgeverbundwerkzeug. Bei großen Losgrößen übertreffen die Kostenvorteile durch die Materialeinsparung mit dem Stufenwerkzeug die Investitionskosten für den dazu notwendigen Transfer.

Als mechanische Presse hat das Pressensystem eine extrem hohe Lebensdauer und einen sehr geringen Verschleiß. Der Wartungsaufwand liegt niedriger als bei bekannten herkömmlichen Pressenanlagen. Die Zuverlässigkeit wird durch den geringeren Wartungs- und Serviceeinsatz wesentlich vergrößert. Da die Maschine mit einem Telemodem ausgestattet ist, bekommt der Kunde in Service- und Wartungsfällen online schnelle Hilfe.

Fertigungsplaner Bruno Kränzle von Zeuna Stärker faßt nach dem Probebetrieb und der einjährigen Serienproduktion im Dreischichtbetrieb seine Erfahrungen mit der Schuler GMO Dynamic Drive zusammen: „Die Presse hat eine hohe Verfügbarkeit gezeigt. Durch die Prozeßüberwachung hatten wir eine sichere Teilefertigung. Kein Werkzeugbruch ist vorgekommen, die Standzeiten der Werkzeuge haben sich sogar um 40 bis 50 Prozent erhöht. Wir konnten präzisere Bauteile fertigen als vorher. Die bedienerfreundliche Pressensteuerung macht den Umgang mit der Anlage leicht, und bei der geringeren Lärmbelastung ist das Arbeiten für uns angenehmer.“

Die Schuler GMO-Pressen werden in erster Linie in der Automobil- und Automobilzulieferindustrie eingesetzt. Es lassen sich vom Abschirmblech einer Auspuffanlage bis hin zum Kupplungsflansch eines automatischen Getriebes alle erdenklichen Blech- und Umformteile mit hohen Qualitäts- und Umformgraden produzieren. Verschiedene Fertigungsvorgänge wie Schneiden, Ziehen, Biegen, Prägen und Kalibrieren werden ohne Nachbearbeitung durchgeführt. Das System produziert einbaufertige Präzisionsteile unterschiedlicher Materialstärken schneller, besser und billiger.

Präzisere Bauteile

Einbaufertige Edelstahlblechteile für Abgassysteme produziert der renommierte Automobilzulieferer Zeuna Stärker auf einer Schuler-Kniehebelpresse GMO Dynamic Drive mit einer Leistungssteigerung von 20 bis 25 Prozent gegenüber bisher eingesetzten Anlagen. Die Qualität der Zieh- und Umformteile ist deutlich besser mit genaueren Toleranzen. Außerdem sind die Werkzeug-Standmengen 40 bis 50 Prozent größer.

Mit dem servogesteuerten Ziehkissen kann eine wesentlich bessere Blechhaltung erzeugt werden, und die hochfesten Edelstähle lassen sich sanfter und gleichmäßiger ziehen. Durch das integrierte Prozeßüberwachungssystem werden mehr Sicherheit bei der Produktqualität und eine sehr präzise Kontrolle des Umformprozesses erreicht, so daß fehlerhafte Teile gar nicht erst produziert werden.

Die Schuler-Presse GMO Dynamic Drive führt verschiedene Fertigungsvorgänge wie Schneiden, Ziehen, Biegen, Prägen und Kalibrieren in einer einzigen Operationsfolge ohne Nachbearbeitung durch. Fertigungsplaner Bruno Kränzle von Zeuna Stärker faßt seine Erfahrungen zusammen: „Die Presse hat eine hohe Verfügbarkeit gezeigt, durch die Prozeßüberwachung hatten wir eine sichere Teilefertigung. Kein Werkzeugbruch ist vorgekommen. Wir konnten präzisere Bauteile fertigen als vorher, und die bedienerfreundliche Pressensteuerung macht den Umgang mit der Anlage leicht.“

Erschienen in Ausgabe: 12/2000