Großer Hubraum

Fokus/Pressen

Bevor Umformwerkzeuge in der Presse für die Serienproduktion eingesetzt werden, müssen sie ›ausgetestet‹ werden. Um die Produktion damit nicht auszubremsen, hat Schnupp sogenannte Hubgestelle entwickelt.

28. Mai 2018
Opel setzt im Presswerk mit sogenannten Hubgestellen von Schnupp auf die wirtschaftliche Einarbeitung der Umformwerkzeuge. Bild: Kuhn
Bild 1: Großer Hubraum (Opel setzt im Presswerk mit sogenannten Hubgestellen von Schnupp auf die wirtschaftliche Einarbeitung der Umformwerkzeuge. Bild: Kuhn )

In der Halle des Opel-Werkzeugbaus in Rüsselsheim stehen sich im Abstand von etwa 50 Metern zwei große Maschinen gegenüber. Auf den ersten Blick sehen sie aus wie gewöhnliche Umformpressen, auf denen Karosserieteile umgeformt werden. Franz Spanfeldner, Prokurist und Vertriebsleiter bei Schnupp, nennt sie jedoch Hubgestelle.

Diese Hubgestelle werden bei Opel Automobile zur Einarbeitung von Umformwerkzeugen oder für Tuschierarbeiten eingesetzt, damit später Geometrien und Spaltmaße exakt passen. »Mit diesen beiden Anlagen sind wir vom Presswerk unabhängig und können dezentral die Einarbeitung der Umformwerkzeuge vornehmen«, erklärt Frank Eller, Project Leader ME Body Systems bei Opel.

Dazu muss man wissen, dass zahlreiche Pressenbetreiber die großen Umformwerkzeuge – bei Opel sind es Abmessungen von 4.500 Millimetern Länge und 2.400 Millimetern Breite – traditionell in sogenannten Try-out-Pressen testen. Das kann unter Umständen den Produktionsfluss beeinträchtigen und die Fertigungskapazität reduzieren. Zudem sind klassische Try-out-Pressen um ein Vielfaches teurer als die Hubgestelllösungen, die Schnupp 2017 an Opel und zeitgleich an einen weiteren Automobilhersteller lieferte.

Umformwerzeuge bis 60 Tonnen

»Die beiden Hubgestelle wurden bei uns im Rahmen eines neuen Projektes installiert«, erklärt Klaus Fröhder, General Supervisor TDO Die Production ME Central Workshops bei Opel. »Wir sind ein reiner Werkzeugbau, getrennt von der Produktion. Wir arbeiten praktisch für alle Opel-Presswerke in Europa«, ergänzt er. Der Bereich stellt Großwerkzeuge mit Einzelgewichten bis 60 Tonnen her und arbeitet sie ein. Ältere Einarbeitungspressen konnten die Forderungen an Genauigkeit und Präzision nicht mehr erfüllen.

Auch mit den Schließkräften konnten die bestehenden Anlagen nicht mehr mithalten. »Wir machen ausschließlich Neuwerkzeuge und keine Instandhaltungsarbeiten«, so Fröhder. Die Neuen sind viel komplexer als frühere Ausführungen. In der Folge sind in Werkzeugen der neuen Generation auch mehr Schieberflächen und Schnittstempel vorhanden, die höhere Kräfte beim Erproben erfordern. Opel und Schnupp einigten sich auf 200 Tonnen. »Diese benötigen wir derzeit nicht. Da ist eine gewisse Reserve vorhanden und wir können gelassen in die Zukunft blicken«, erklärt Eller.

Aus all diesen Anforderungen heraus und nach Opel-Wunsch entwickelte Schnupp dieses neue Hubgestell. Eine Besonderheit, die sich kostengünstig auf das gesamte Projekt auswirkte, ist, dass die Hubgestelle ebenerdig auf dem Hallenboden aufgestellt sind.

Die konstruktive Besonderheit ist der verfahrbare Pressentisch, der zugleich als Unterholm dient. In den Abmessungen für 4.500 Millimeter lange und 2.400 Millimeter breite Werkzeuge ausgelegt, fährt er zur Werkzeugaufnahme praktisch aus dem Hubgestell heraus. Eines der Hubgestelle ist mit einem nach einer Seite herausfahrbaren Tisch, das zweite, ansonsten baugleiche Hubgestell mit zwei nach beiden Seiten herausfahrbaren Tischen ausgestattet. Das hat den Vorteil, dass der zweite Tisch mit einem weiteren Werkzeug bestückt werden kann, während das Werkzeug auf dem ersten Tisch im Hubgestell bearbeitet wird. »Dadurch können Rüstvorgänge flexibler gestalten werden«, erläutert Klaus Fröhder.

Beladen werden die Tische mit einem Hallenkran. Dabei werden die Werkzeuge (Ober- und Unterwerkzeug) auf die fahrbaren Tische aufgesetzt, zentriert und anschließend per Zweihandbedienung in das Hubgestell gefahren. Dafür stehen zwei Geschwindigkeiten, Eilgang und Schleichgang, zur Verfügung. Nach Erreichen der Endposition im Hubgestell senkt sich der Tisch um 20 Millimeter und wird beidseitig in den Seitenständern des Hubgestells auf Prismenleisten abgesetzt. Die Seitenständer selbst sind einfach auf die Bodenplatte aufgedübelt. Diese Bauart hat den Vorteil, dass einzig und allein die Gewichtskraft des Hubgestells einschließlich des Werkzeuggewichts in die Bodenplatte eingeleitet wird und nicht die spätere Schließkraft.

In der nachfolgenden Operation fährt der Stößel, ebenfalls mit Eil- und Schleichgang, nach unten bis zum Oberwerkzeug und dockt an. Dieses wird dann mit Spannschrauben am Stößel befestigt. Das Oberwerkzeug kann dann vom Unterwerkzeug abgehoben werden. Der Stößel wird von vier Hydraulikachsen exakt parallel mit einer Toleranz kleiner 0,01 Millimeter im Gleichlauf bewegt. Die Arbeitshöhe am Oberwerkzeug kann stufenlos angefahren werden und ermöglicht den Werkzeugmacher eine ergonomisch günstige Arbeitsposition. Das steigert die Qualität der Einarbeitung und verringert den Zeitaufwand.

Das Herz der Anlage ist die Hydraulikanlage, die sich auf dem Kopf des Hubgestells befindet und über eine Wendeltreppe zugänglich ist. Die installierte Leistung des Haupantriebs liegt bei 90 Kilowatt. Pumpenausführungen und Pumpenschaltungen erfüllen dabei verschiedene Prozessanforderungen. Eine Speicher-Lade-Schaltung deckt Leistungsspitzen ab und der Förderstrom erreicht in der Spitze 350 min-1 bei einem Arbeitsdruck von 280 bar. Die hochdynamischen Ventile der Steuerblöcke, die auf dem modular aufgebauten Steuerplattensystem basieren, werden von einem ausgeklügelten System geregelt. Die zu Pressenmodulen zusammengefassten Platten folgen einem standardisierten Steuer- und Sicherheitskonzept. Daraus kombiniert Schnupp die notwendigen Bewegungsabläufe wie die schnelle Senkbewegung oder den Präzisionshub und Rückzug.

Sichere Einarbeitungsmöglichkeit

Die neuen Hubgestelle waren sowohl für Schnupp, als auch für Opel eine Herausforderung. Bevor sie bei Schnupp in Bogen in die Realität umgesetzt wurden, waren umfangreiche Berechnungen und Simulationen erforderlich. »Die dabei gewonnenen Ergebnisse konnten wir in der Realität durch konstruktive Anpassungen und Optimierungen sogar noch verbessern«, sagt Spanfeldner.

Damit konnte Schnupp vier Hubgestelle modernster Bauart in kürzester Zeit entwickeln, bauen und bei Opel sowie einem weiteren Automobilhersteller installieren und in Betrieb nehmen. Die Anwender haben mit den Hubgestellen jetzt eine sichere, einfache und kostengünstige Einarbeitungsmöglichkeit für Umformwerkzeuge. Natürlich bietet Schnupp in diesem Produktspektrum weitere interessante Lösungen an, beispielsweise Hubgestelle mit Stößeldrehfunktion.

Dietmar Kuhn

Fachjournalist aus Lauda-Königshofen

Erschienen in Ausgabe: 04/2018