Ein cleverer Zug

SMS Meer liefert maßgeschneiderte Maschinen und Anlagen zur Herstellung branchenübergreifender Produkte. Wichtiger Bestandteil der Rohrfertigungslinien sind Ziehmaschinen, zu denen auch Raupenzüge zählen. Das jüngste Beispiel einer sogenannten Triple-Line zeigt, was SMS Meer mit Hilfe von Aventics-Sonderketten gelungen ist: Eingesetzt in Raupenzügen können Rohre in Geschwindigkeiten bis 300 Metern pro Minute kontinuierlich gezogen werden.

18. August 2015

SMS Meer ist Lieferant für Komplettanlagen zur Fertigung von Rund-, Vierkant-, Sechskant- und Sonderprofilen. Hersteller von Kupferrohren erhalten die gesamte Fertigungstechnik aus einer Hand: vom sicheren Beladen der Ablaufhaspel über Ziehmaschinen bis zum Fertigrohr.

Das meist angewandte Verfahren basiert darauf, dass eingangs ein glühender Materialblock anhand einer hydraulischen Presse durch eine Matrize gepresst wird. Das so gepresste Vorrohr hat gewöhnlich eine Länge von 75 bis 100 Metern. In den darauf folgenden Prozessschritten wird das Rohr durch Ziehen über Ziehstein und Dorn weiter verarbeitet, um anwendungsbezogene Durchmesser, Wandstärken, Materialfestigkeiten und Oberflächenqualität zu erzielen. Für das Ziehen von Kupferrohren bietet SMS Meer seinen Kunden sogenannte Kaskaden: Hier sorgen drei Raupenzüge in Linie für eine hohe Produktivität. Nach dem Vorzug folgen produktspezifische Fertigungsschritte, die – je nach Rohrdurchmesser und Losgröße – weitere Prüf- und Ablängvorrichtungen sowie Fertigziehprozesse erfordern.

Raupenzug sorgt für hohe Produktivität

Kernaggregate der jüngsten Triple-Line sind drei direkt aufeinanderfolgende Raupenzüge mit Aventics-Sonderketten. Hier wird das Rohr anhand von Dornen und Ziehsteinen mit einer Ziehkraft von 180 Kilonewton über drei Stufen im Durchmesser reduziert. „Der Raupenzug ist ein Garant für höhere Produktionsgeschwindigkeiten und verkürzte Rohreinzugszeiten“, betont Thomas Cmiel. Der Gruppenleiter Ziehmaschinen ist bei SMS Meer zuständig für die Entwicklung und Konstruktion: „Wir haben den Raupenzug ursprünglich speziell für Kupferrohre entwickelt. Durch permanente Weiterentwicklung und entsprechende Anpassungen können wir heute auch Profile aus Messing oder Aluminium ziehen und bieten für Stahlprofile Raupenzüge bis 260 Kilonewton Ziehkraft.“

Bis Ende der 1990er Jahre erfolgte das Ziehen standardmäßig anhand von Zwei-Schlitten-Ziehmaschinen, die heute noch als Alternative für Ziehgeschwindigkeiten bis 150 Metern pro Minute angeboten werden. Die beiden Ziehschlitten führen eine hin- und hergehende Bewegung entlang der Ziehachse aus. Hierbei wird das Material von jedem Ziehschlitten abwechselnd durch den Ziehstein gezogen. Im Gegensatz zur Zwei-Schlitten-Ziehmaschine hat der Raupenzug den Vorteil, dass weder eine Übergabe noch hohe wechselnde Beschleunigungen den Prozess begleiten.

Sonderkette optimiert Ziehprozess

„Zur Optimierung des kontinuierlichen Ziehprozesses haben wir nach einer Lösung gesucht. Ziele waren eine höhere Präzision beim Ziehen, eine Verlängerung der Kettenstandzeit und eine insgesamt höhere Produktivität“, nennt Cmiel die Beweggründe. Die heutigen Raupenzüge von SMS Meer vereinen diese Vorzüge durch den Einsatz von Aventics-Sonderketten, die mit der jetzt genutzten Ziehgeschwindigkeit von 300 Metern pro Minute noch Potenzial für ein höheres Tempo bieten. Die Entwicklung basiert auf der Technologie der Zahnkette mit 2,5-Zoll-Lasche, die auf 5 Zoll verlängert wurde. Die Kette hat keine Zähne im herkömmlichen Sinn, sondern nutzt vielmehr die „Zahnlücken“ zwischen den einzelnen Laschen und die speziellen Zahnkettengelenke. Die Kettenräder werden deshalb speziell gefertigt und an die Sonderkette angepasst, was die Lebensdauer der entsprechenden Komponenten erhöht.

Im Wesentlichen besteht der Raupenzug aus dem oberen und unteren Kettenträger mit den Kettenrädern sowie der Sonderkette. Auf dieser sind Werkzeugträger mit Backenpaaren angeordnet, die das Material klemmen und durch den Ziehstein ziehen. Um die Reibung zu minimieren, die durch hohe Geschwindigkeit und Presskräfte entsteht, wird die Sonderkette auf einer innenliegenden Rollenkette gelagert, die die Aufgabe des Wälzkörpers eines Lagers übernimmt. Seit den ersten Einsätzen in Raupenzügen vor fast zehn Jahren haben Techniker von Aventics die Sonderkette durch stärkere Gelenkbolzen, reduzierte Anzahl der Laschen und eine schmalere Bauform permanent optimiert.

Dreifache Geschwindigkeit

Markus Wypadlo, Mitarbeiter Entwicklung und Konstruktion Ziehanlagen bei SMS Meer, ist von der Leistungsstärke und Zuverlässigkeit der Aventics-Sonderkette überzeugt: „Die vielen technischen Finessen machen hier den Unterschied. So verringert sich durch das „Aufeinander-Abwälzen“ der beiden Wiegegelenke der Sonderkette die Reibung, was wiederum die Lebensdauer erhöht. Zudem haben wir mehr Laufruhe durch die Evolventenverzahnung. In Summe ergeben sich mehrere Vorteile, von denen wir insbesondere die hohe Leistungsübertragung und die hohe Ziehgeschwindigkeit schätzen. Verglichen mit einer Zwei-Schlitten-Ziehmaschine können wir bei dem Raupenzug aufgrund der Kette mehr als die dreifache Produktionsgeschwindigkeit erzielen und die Rohreinzugszeit auf etwa die Hälfte reduzieren.“

Der Raupenzug ist eine kontinuierliche Ziehmaschine mit über 60 Klemmbacken, die auf den beiden gegeneinander montierten und synchron laufenden Aventics-Sonderketten montiert sind. Sobald der Einziehprozess des Rohrs abgeschlossen ist, kann die Maschine permanent laufen. Im Kaskadenzug der Triple-Line verfährt die Kette mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, wobei der letztplatzierte Raupenzug als Master das Tempo der vorgehenden bestimmt.

Geringere Flächenpressung verhindert Schäden

„Bei unserer jüngsten Anlage mit einer Ziehkraft von 180 Kilonewton setzen wir gemäß der Kettenlänge 66 Ziehbacken ein, für deren Austausch wir auch ein Schnellwechselsystem anbieten“, berichtet Thomas Cmiel. Die hohe Anzahl ergibt sich auch deshalb, weil im Klemmbereich genügend Backenpaare im Eingriff sein müssen, um die Flächenpressung auf das Ziehgut zu reduzieren und somit Beschädigungen zu vermeiden. „Natürlich profitieren wir auch in dieser Hinsicht vom Einsatz der Zahnkette“, ergänzt Markus Wypadlo. „Die Fläche kann durch die Anzahl der Laschensegmente vergrößert werden, so dass die Flächenpressung geringer ist als bei einer Blocklaschenkette, deren Kraftübertragung nur über zwei Außenlaschen erfolgen kann.“