Variable Querschnitte

Technik | Rollprofilieren

Als vor 50 Jahren Stam mit der Produktion von Kaltwalzprofilen begann, konnten nur konstante Querschnitte hergestellt werden, und die Walzen waren einzeln von Hand einzustellen – ein Knochenjob. Heute ist alles ganz anders – wirklich alles.

26. November 2013

In der Fahrzeugindustrie wurden 1963 gewalzte Profile kaum verwendet. Selbst LKW-Träger mit Wandstärken zwischen 4 und 12 mm wurden meist gepresst. Wurde ein Profil geändert, mussten auch die zugehörigen, oft sehr großen Presswerkzeuge geändert oder neu gebaut werden – eine teure Angelegenheit.

Deshalb schrieb Volvo Trucks 1989 für das neue Werk bei Göteborg ein flexibles Walzprofilwerk für die Herstellung von U-Trägern aus. Diese Ausschreibung gewann der italienische Maschinenbauer Stam – unter anderem, weil er auf den erfolgreichen Einsatz einiger flexibler Walzprofilieranlagen in der Bauindustrie verweisen konnte.

Die Anlage für Volvo konnte sich schnell auf einen neuen Profilquerschnitt einstellen, indem sie automatisch die Position der Profilrollen änderte – ein Wendepunkt in der flexiblen Walzprofilierung. Andere große LKW-Hersteller zogen sehr schnell nach, denn die Kostenvorteile waren enorm.

2007 fand Stam zusammen mit dem spanischen Schwesterunternehmen Valle Perfiladoras den Weg in die PKW-Industrie. Dort bestand seit Jahren Interesse an einer Maschine, die Profile mit über die Länge veränderlichem Querschnitt produzieren konnte – eine große Herausforderung für die Hersteller von Profilierungsanlagen, der nicht alle gewachsen waren. Stam gelangte mit am schnellsten von der Theorie zur Praxis und konnte bald die erste Walzprofilieranlage für variable Querschnitte in Betrieb nehmen, auf der zunächst Träger für leichte Nutzfahrzeuge gefertigt wurden. Jede Pofilierstation dieser CNC-Anlage konnte quer verstellt und längs geschwenkt werden.

2013 ging Stam einen weiteren Schritt: die erste Maschine, die gewalzte Profile mit variablem Querschnitt aus 7 mm starken Blechen aus HSLA mit 350 bis 500 MPa fertigen kann – quasi ein Geburtstaggeschenk aus eigener Hand zum 50sten. 7 mm – das ermöglichte die Herstellung von Profilen auch für schwerere Nutzfahrzeuge.

Die Flexibilität der Anlage macht sie andererseits wiederum für die PKW-Hersteller interessant, kann sie die Profile doch an jeder Stelle den jeweiligen Festigkeitsanforderungen anpassen und so Material und Gewicht sparen.

150 Achsen gleichzeitig

Auf der neuen Anlage von Stam können Träger bis 15 m Länge automatisch gefertigt werden, was mehr ist, als man für selbst für einen Auflieger benötigt.

Gegenüber Pressen haben Profilieranlagen mehrere Vorteile. So brauchen sie weniger Platz, und die Werkzeugkosten sind unvergleichlich geringer. Auch der Personalaufwand kann reduziert werden. Walzprofilierte Teile müssen auch nicht mehr gerichtet und entspannt werden, da die Spannungen auf der Stam-Anlage bereits zwischen den Profilierstationen abgebaut werden.

Eine wesentliche Rolle spielt die Durchlaufgeschwindigkeit. Für den Nutzer kann sie – nach dem Motto ›Zeit ist Geld‹ – gar nicht hoch genug sein, doch muss eine schnelle Anlage einerseits stabil und robust sein, andererseits beweglich und daher massearm – ein in der Technik nur allzubekannter Zielkonflikt. Stam scheint hier einen ganz guten Kompromiss gefunden zu haben. Eine konstruktive Meisterleistung, beginnend mit Bandeinzug und -führung: Mussten die Führungssysteme konventioneller Profilieranlagen nur ein Band konstanter Breite in Position halten, ändert sich bei den neuen, flexiblen Anlagen die Bandbreite kontinuierlich, und die Führungen müssen diesen Veränderungen folgen.

Die ohnehin schon hohe Anzahl an Achsen und Antrieben in Profilieranlagen steigt dadurch noch einmal erheblich. Die Stam-Anlage besitzt über mehr als 100 dynamische Achsen, die während des Walzprofiliervorganges ständig die Position ändern. Dazu kommen über 40 feste Achsen, die je nach dem gewünschten Profil positioniert werden müssen.

Jede Achse lagegeregelt

Jede Achse wird durch einzeln lagegeregelte Servomotoren angetrieben. Die Steuerung muss absolut zuverlässig und fehlerfrei funktionieren, denn die kleinste Abweichung vom Soll-Zustand kann zu schweren Schäden führen. Deshalb wird der Zustand jedes Motors permanent überwacht, und eine Anomalie stoppt sofort die Anlage.

Die Anlage kann Bleche von 100 bis 500 mm Breite zu sehr unterschiedlichen Profilen verarbeiten und ist nicht an eine bestimmte Grundkonstruktion gebunden. So ist es sehr leicht, von einem Modell, einem Profil auf ein anderes zu wechseln, indem man das Ausgangsblech und das Steuerungsprogramm wechselt.

Dazu wurde von Stam ein CAD-CAM-System entwickelt, das die Zeichnung des Kunden (zum Beispiel im DWG- oder DXF-Format) in ein Maschinensteuerungsprogramm umwandelt. Sollten Korrekturen nötig sein, lassen sie sich sehr leicht durchführen. Ist das optimale Set-up gefunden, kann es später einfach durch Anwählen eines Produkt-Codes aufgerufen werden.

Die ersten Erfahrungen des Kunden sind so gut, dass er für 2014 weitere Maschinen bestellte.

Erschienen in Ausgabe: 07/2013