Höchste Präzision in der Feder-Herstellung

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Voraussetzung für eine effiziente Produktion von Stanzteilen sind Präszisionsgestelle, wie sie Federtechnik Kaltbrunn von Meusburger bezieht. Damit ist das Unternehmen hochzufrieden.

17. Oktober 2017
Das Stanzgestell gewährleistet, dass Stempel und Matrize genau zusammenarbeiten. Bild: Meusburger
Bild 1: Höchste Präzision in der Feder-Herstellung (Das Stanzgestell gewährleistet, dass Stempel und Matrize genau zusammenarbeiten. Bild: Meusburger)

Blattfedern sind meist banal unscheinbar, aber ohne sie geht vieles nicht. Ob als Batteriekontakt oder aber als Haltefedern in der Bauindustrie, für Generatorschalter oder bei Weichenheizungen in der Bahnindustrie, überall versehen sie zuverlässig ihren Dienst. Federn bewegen Maschinenteile, bedienen Schaltkontakte und liefern im vorgespannten Zustand Antriebsenergie oder Rückstellkraft. Federn sind Multitalente die bei Belastung nachgeben und dabei Kraft aufnehmen, die bei Entspannung wieder frei wird. Entsprechend den vielen möglichen Anwendungen gibt es Formen und Materialien für Blattfedern wie Sand am Meer.

Die Blattfedern des Schweizer Unternehmens Federtechnik Kaltbrunn entstehen direkt vom Coil, wo sie durch Präzisionspressen mit einer Nennpresskraft zwischen 250 und 1.250 Kilonewton mit 250 Hüben pro Minute gestanzt werden können. Diese Hochleistungspressen benötigen zur Sicherung der hohen Präzision eine hohe Steifigkeit, um die beim Stanzprozess auftretenden Schwingungen schnell abbauen zu können. Entsprechend hoch ist die Belastung der Stanzwerkzeuge bei solchen Hubzahlen.

Dazu müssen sie auch nach einer langen Einsatzdauer von unter Umständen mehreren Millionen Teile noch höchste Präzision aufweisen. Ein solches leistungsfähiges Werkzeug muss das durchlaufende Stahlband sehr genau zuführen und dafür sorgen, dass Stempel und Matrize dann mit Toleranzen um 0,01 Millimeter genau zusammenarbeiten. Um solche Anforderungen zuverlässig bedienen zu können, müssen die Werkzeuge in hochgenaue Vorrichtungen eingebaut werden, die das gewährleisten – sogenannte Normalien –, lang erprobte und zuverlässig einsetzbare Bauteile, die die Funktion garantieren.

Seit 2010 hat Meusburger Normalien für den Stanzwerkzeugbau in seinem Angebot. Das Unternehmen bietet den Käufern seiner Normalien für den Formen-, Werkzeug- und Maschinenbau wichtige Vorteile. Dazu gehören kurze Lieferzeiten und eine genaue und schnelle Festpreiskalkulation kompletter Werkzeuge für eine insgesamt kostengünstigere Werkzeugfertigung.

»Wir bieten die kürzesten Lieferzeiten am Markt und darauf sind wir stolz«, freut sich Christian Parolini, Gebietsverkaufsleiter für die Region Zentral- und Süd-Ost-Schweiz bei Meusburger. Und das Meusburger-Angebot ist reich bestückt: Geliefert wird frachtkostenfrei innerhalb Europas, man garantiert eine hohe Verfügbarkeit der Katalogprodukte durch das größte, zentrale Normalienlager, die Zustellung erfolgt schnellstmöglich durch optimierte Logistik- und Transportprozesse, und der Kunde kann seine Sendung über das Meusburger-Portal verfolgen.

Außerdem findet der Kunde auf dem Website einen digitalen Aufbau-Assistenten für Stanzwerkzeuge. Mit seiner Hilfe kann er sich sein Gestell aus den verschiedenen Platten selbst konfigurieren. Nach der Wahl der Aufbauart und der Abmessungen der Platten werden die dazu passenden Führungen automatisch vorgeschlagen. Außerdem können die 3D-Daten des fertigen Gestells einfach in das CAD-System des jeweiligen Kunden übernommen werden. Weiter liefert das Portal auch noch die Vorkalkulation, der Kunde weiß also immer, wie hoch die Kosten sein werden.

Und wie ist man bei Meusburger gelandet? Toni Müller, Leiter Konstruktion bei Federtechnik Kaltbrunn, berichtet: »Früher hatten wir Probleme mit den Schnittgestellen. Das mit Meusburger hat sich eher zufällig auf einer Messe ergeben.« Bei dieser Messe sprach Meuseburger Federtechnik Kaltbrunn an und fragte, ob man keine gekauften Schnittgestelle verbauen würde. »Damals machten wir das nicht, da für uns die Qualität nicht gestimmt hatte«, so Toni Müller. So vereinbarte man einen Besuch in Kaltbrunn und bestellte ein Schnittgestell zur Ansicht. »Als das erste Probeschnittgestell gebaut war, war eigentlich schnell klar, dass wir mit Meusburger weitermachen werden. Wir habens ausprobiert und sind voll zufrieden«, fasst Toni Müller zusammen.

Ein Problem der alten Gestelle resultierte aus deren Zwei-Säulenführung. Die Viersäulenführung der neuen Gestelle ist stabiler und deshalb genauer. Vorher waren die Toleranzen der Platten zu unterschiedlich, oft im 0,1-Millimeter-Bereich und die Wiederholgenauigkeit nicht optimal.

Hohe Wiederholgenauigkeit

Die SP-Präzisionsgestelle haben gegenüber den Standardgestellen einen wichtigen Konstruktionsunterschied. Bei dem Meusburger-Präzisionsgestell ist die Führungssäule in die Zwischenplatte eingebaut, was eine optimale Aufnahme von Querkräften des Führungssystems gewährleistet. Daher kann eine höhere Wiederholgenauigkeit sowie einen besseren Schnittgrat garantiert werden. Früher war dazu ein größerer Aufwand für das Aufbauen und Abstimmen nötig. Toni Müller: »Vorher musste der Werkzeugbau bei der Abstimmung der Werkzeuge immer noch Abstimmarbeit leisten. Das ist praktisch weggefallen. Dazu liegen die Toleranzen jetzt im Mikrometer-Bereich.« Eine Lieferfrist von drei Tagen sorgt für weitere Begeisterung. Geliefert werden die Stanzgestelle in Einzelteilen auf Paletten, weshalb sich ein Auseinanderbauen zum Bearbeiten der Platten erübrigt.

Die Werkzeuge konstruiert und baut man bei Federtechnik Kaltbrunn, denn das gibt dem Unternehmen Unabhängigkeit. Ein weiterer Vorteil: Die verschiedenen Platten eines Gestells lassen sich leicht mit einem Finger verschieben, so leichtgängig sind sie. Das vereinfacht die Demontage des Werkzeugs und macht die Instandhaltung einfach: Die Gestelle werden einfach auseinander gezogen und Werkzeuge oder Verschleißteile ausgewechselt. Bei den alten Schnittgestellen waren Muskeln und sehr viel Aufwand nötig.

Das SP-Präzisionsgestell von Meusburger eignet sich deshalb besonders gut für Folgeverbundwerkzeuge mit erhöhten Genauigkeitsanforderungen, da die Führungssäulen durch die Anschraubung auf der unteren Seite der Zwischenplatte absolut mittig befestigt sind.

Durch diese Art der Verschraubung sind die beiden Abschnitte der Führungssäulen – gemessen von der Befestigungsebene – nahezu gleich lang. Das reduziert das Durchbiegen der Säulen. Die Biegegleichung besagt bekanntlich, dass bei Halbierung der Führungssäulenlänge von der Befestigungsebene bis zur weitest entfernten Führungsbuchse die Säulendurchbiegung bei gleicher Krafteinwirkung ein Achtel des ursprünglichen Werts beträgt. Dadurch, dass die Führungssäulen mittig in der Zwischenplatte verschraubt sind, kann auch der Führungsdurchmesser kleiner dimensioniert werden. Das bringt neben mehr Genauigkeit auch mehr nutzbare Fläche bei gleicher Gestellgröße. Der Zusammenbau eines Stanzwerkzeugs mit Mittenflanschsäulen ist sehr einfach, da zuerst die Zwischenplatte, in der die Führungssäulen befestigt sind, mit der Kopfplatte montiert werden kann. Dann kann das Werkzeugoberteil auf den Säulen abgestellt, und anschließend mit dem Werkzeugunterteil montiert werden.

Federn in angestrebter Präzision

Die Mittenflanschsäulen sind kombinierbar mit verschiedenen Gleitführungsbuchsen, um den Anforderungen der verschiedenen Hubzahlen und der im Werkzeug wirkenden Kräften gerecht zu werden. Diese zahlreichen Aspekte sprechen für die Verwendung von einem SP-Präzisionsgestell bei erhöhten Genauigkeitsanforderungen, und bringen sowohl im Werkzeugbau als auch in der Produktion eindeutige Vorteile.

Die SP-Präzisionsgestelle bieten so nicht nur rein rechnerische Kostenvorteile, sondern erleichtern auch die Werkzeugherstellung und helfen so Federtechnik Kaltbrunn, weitere Ausgaben zu vermeiden und die Blattfedern in der angestrebten Präzision herzustellen.

Barbara Stumpp

Fachjournalistin aus Freiburg

Blechexpo Stand 9200

Blechexpo Stand 7108

Erschienen in Ausgabe: 06/2017