Präzise Schnitte

Technik/Bandanlagen

Leicht, Robust und präzise müssen die Bänder sein, die etwa in Motoren verwendet werden. Alcotec fertigt Spaltbänder aus Aluminium und Kupfer ab 0,03 Millimeter Dicke. Damit sich das dünne Material in der geforderten Genauigkeit verarbeiten lässt, nutzt das Unternehmen eine Präzisionslängsteilanlage von Burghardt + Schmidt.

13. Oktober 2015

Eckard Schmitz, kaufmännischer Geschäftsführer von Alcotec, erklärt: »Wegen ihres geringen Gewichts und ihrer hohen Temperaturfestigkeit sind Spulen aus eloxiertem Aluminium für Motoren, Drosseln oder Lasthebemagneten in der Elektrotechnik als Alternative zu Kupfer mittlerweile sehr gefragt.«

Das junge Unternehmen aus Ennepetal fertigt nach den strengen Qualitätsanforderungen der Industrie die dafür benötigten Spaltbänder sowie weitere dünne Bänder aus Kupfer und Aluminium, beispielsweise für den Transformatorenbau: »In beiden Bereichen legen die Kunden großen Wert auf gratfreie Schnittkanten und ein sauberes Wickelbild. Auch müssen wir innerhalb sehr enger Breitentoleranzen produzieren – selbst bei Schmalbändern ab drei Millimetern«, meint Eckard Schmitz weiter.

Die Eigenschaften des Materials machen diese Ansprüche zu einer Herausforderung bei der Verarbeitung: Die verwendeten Aluminiumbleche sind rund 0,03 bis 0,3 Millimeter dünn, weshalb die Längsteilanlage nur einen geringen Bandzug ausüben darf, um ein einheitliches Wickelbild zu gewährleisten und das Risiko von Säbligkeit gering zu halten. Die Streckgrenze des Aluminiums liegt je nach Dicke bei 80 bis 280 N/mm² und die Zugfestigkeit bei 100 bis 300 N/mm². Gleichzeitig muss ein zugfreies Schneiden ohne Schlinggrube möglich sein, damit die Schere exakt arbeiten und die Streifen in der gewünschten Breite gratarm trennen kann. Alcotec orderte daher eine eigens für schmale Bänder entwickelte Präzisionslängsteilanlage eines Spezialisten für Metallschneid- und Richtanlagen, der Burghardt + Schmidt GmbH. »Bei der Beratung über die Investition in eine solche Maschine war uns schnell klar, dass sich das nur mit der Erfahrung und Kompetenz dieses Anbieters realisieren lässt«, so Schmitz.

Schneidsystem für Bänder ab 3 mm

Herzstück der Anlage ist die Schere, die sich dank exakter, vorgespannter Wälzlagerungen und einer spielfreien Linearführung genau und vor allem stabil positionieren lässt. Die verbauten Messer weisen einen Durchmesser von 130 Millimeter auf und lassen sich mit gummierten oder stählernen Auswerferringen kombinieren. In einem Durchlauf können damit bei einer Arbeitsgeschwindigkeit von unter 100 Metern pro Minute je nach Materialfestigkeit und -dicke maximal sechs Schnitte für fünf Nutzen gesetzt werden. Eine Messuhr mit 0,01 Millimeter Genauigkeit zeigt während des Vorgangs die Eintauchtiefe der Messer an.

Da sich die Breiten der geschnittenen Streifen unterscheiden und eine saubere Wicklung gefordert war, wurden zur Aufnahme der Bänder verschiedene Aufwickler integriert, drei für 3 bis 30 Millimeter und je einer für 30 bis 100 oder aber 30 bis 200 Millimeter. Die beiden vier bis acht Millimeter breiten Randstreifen werden gesondert aufgewickelt und aussortiert. Die Trennung der Streifen erfolgt über eine wälzgelagerte Umlenksepariervorrichtung. Um eine bequeme Umstellung der Anlage auf sich verändernde Auftragsanforderungen zu ermöglichen, können die Wickelwellen sowohl mit Spulen als auch mit Hülsen arbeiten und lassen sich dank des Schnellwechselverschlusses an der Haspelwelle ganz einfach austauschen.

Die Präzision des Messers allein hätte aber insbesondere bei der Herstellung der schmalen Bänder nicht ausgereicht, um die geforderte Schnittqualität zu liefern. Hierfür war ein gleichmäßiger, an die Empfindlichkeit des dünnen Aluminiumblechs angepasster Bandzug ebenso entscheidend, weshalb Burghardt + Schmidt sowohl am Ein- wie auch am Auslauf sensible Tänzersysteme integrierte. Deren schwenkbar gelagerte Rollen sorgen für einen exakten Leichtlauf und gleichen selbst kleine Schwankungen im Zug zuverlässig aus. Die erste Regelung an der Einlaufseite der Umlenkrolle zwischen Abhaspel und Schere erlaubt eine fließende Regulierung der Zugkraft von 6 bis 500 Newton. Weitere Tänzer liegen jeweils vor den Aufhaspeln und sind auf die verschiedenen Bandarten abgestimmt. So wirken auf die dünnen Streifen nur 0,72 bis 72 Newton, während die Zugkraft bei den breiten Streifen 20 bis 600 Newton betragen kann. Angebaute Geber gewährleisten in beiden Bereichen eine sichere Positionserfassung.

Der gewünschte Bandzug lässt sich bequem elektromotorisch vom Steuerpult der Anlage aus einstellen, die weitere Regelung der fünf Tänzer an den Aufhaspeln erfolgt automatisch. »Dazu muss beim Einschalten der Anlage lediglich eine Referenzfahrt durchgeführt werden. Danach reicht es, die Materialparameter – sprich Dicke, Breite am Einlauf, spezifischer Bandzug und Streifenbreite an den Aufwicklern – am Hauptsteuerpult festzulegen, und die Tänzer passen sich selbsttätig an«, erklärt Thomas Baral, Geschäftsführer bei Burghardt + Schmidt. Zusätzlich korrigiert eine Bandkantenregelung die Lage des vom Abhaspel ablaufenden Materials, um bestmögliche Ausgangsbedingungen für den Schnitt zu schaffen. Das System umfasst eine optoelektronische Abtasteinheit mit Messlichtschranke, einen elektronischen Regelverstärker und das eigentliche Regelgerät, über das der elektromechanische Linearantrieb für die Verfahrbewegung gesteuert wird.

Bequeme Bedienung

Für eine einfache Bedienbarkeit wird als zentrales Steuerpanel ein Siemens-Touchdisplay verwendet, das neben der Dateneingabe unter anderem auch die Anzeige von Störmeldungen, Anlagengeschwindigkeit und ähnlichen Informationen erlaubt. Weitere Hilfssteuerpulte finden sich am Abhaspel, an der Längsteilschere sowie an drei Stellen bei den Aufhaspeln. So lassen sich alle für die Qualität und Betriebssicherheit wichtigen Werte wenn nötig überall anpassen, um trotz des schwierigen Werkstoffs eine reibungslose Fertigung sicherzustellen.

»Schon nach wenigen Tagen Einarbeitung produzierte die Anlage wie gewünscht«, berichtet der technische Geschäftsführer von Alcotec, Volker Wandelt. »Die Tänzerregelung funktioniert ganz unproblematisch und ermöglicht ein präzises Aufwickeln bei konstantem Zug. Die Qualität der damit hergestellten Spaltbänder ist sehr gut.« Die Präzisionslängsteilanlage läuft derzeit noch im Einschichtbetrieb, ein Ausbau auf zwei bis drei Schichten ist aber schon geplant.

Blechexpo Halle 8, Stand 8410

Erschienen in Ausgabe: 06/2015