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antriebstechnik 10/2016

antriebstechnik 10/2016

Integration spart Platz

Integration spart Platz und Kosten Kompakte Lagersystemlösung für Laserschweißanlagen Julia Schneiders Die K.H. Arnold Maschinenfabrik ist auf die Entwicklung und die Produktion von Lasersystemen spezialisiert. In einer neuen 2-Stationen-Anlage setzt sie in der Spanntechnik auf eine eigens entwickelte Lagersystemlösung des Antriebsspezialisten Rodriguez. D ie Anforderungen an die Prozessketten der Automobilindustrie sind hoch: Um dem Konkurrenzdruck Stand zu halten, sind bei größtmöglicher Produktdiversität schnelle und kosteneffiziente Abläufe aller Fertigungsvorgänge gefragt. Daneben sollen hochwertige Arbeitsergebnisse erzielt werden. Aufgrund der hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit und der schlanken Schweißnähte mit großem Tiefe-Breite- Verhältnis hat sich Laserschweißen in diesem Industriezweig etabliert. Für das Verbinden von Bauteilen im PKW-Antriebs- Julia Schneiders ist Mitarbeiterin im Bereich Marketing & Sales Precision Bearings bei Rodriguez, Eschweiler strang, konkret von Getrieberädern in Schalt- oder Automatikgetrieben, hat die K.H. Arnold Maschinenfabrik die bisherige 2-Stationen-Laserschweißanlage kontinuierlich verbessert. Die Doppelschweißzelle eignet sich für rotationssymetrische Bauteile und ist flexibel einsetzbar für Festkörperund CO 2 -Laser. Sie verknüpft außerdem vollautomatisch die Zusatzprozesse wie das Verpressen und Erwärmen der Bauteile mit dem eigentlichen Laserschweißvorgang. Die Bauteile lassen sich durch selbstständig öffnende pneumatische Hubtüren von Hand oder automatisch beladen. Um die Bauteile in der Schweißzelle prozesssicher zu fixieren, benutzt das Ravensburger Unternehmen eine speziell für rotationssymetrische Geometrien entwickelte Spanntechnik, mit der die Werkstücke beim Schweißen über NC-Achsen gegen ein mitdrehendes Gegenlager angepresst werden. Hierfür entwickelte der Antriebsspezialist Rodriguez aus Eschweiler eine neue, modulare Lagersystemlösung, die anwendungstechnisch und wirtschaftlich weitreichende Vorteile bietet. Noch kompakter „Eine hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit unserer Laserschweißanlagen, die in der Regel im 3-Schicht-Betrieb arbeiten, sind unabdingbar“, erläutert René Köhler, Fertigungs- und Einkaufsleiter bei K.H. Arnold. „Gleichzeitig benötigen wir eine sehr gute Präzision der Spannvorrichtungen bzw. Lagerungen, um qualitativ hochwertige Bauteile zu erzeugen.“ Mit der neuen 2-Stationen-Anlage verfolgte der Laserspezialist aus Oberschwaben den Anspruch, Kosteneffizienz und Kompaktheit bei höchster Präzision weiter zu verbessern. Eine besondere Herausforderung stellte in diesem 01 Die speziell für rotationssymmetrische Geometrien entwickelte Spanntechnik in der Laserschweißzelle lagert auf einer eigens dafür entwickelten Lagerlösung 20 antriebstechnik 10/2016

WÄLZ- UND GLEITLAGER Dünnringlager für jede Anwendung Mehr als 250 Dünnringlagertypen aus Wälz- oder Edelstahl bietet der Antriebsspezialist aus Eschweiler für die unterschiedlichsten Anwendungen an. Neben Hybridund metrischen Dünnringlagern umfasst das Sortiment auch die kompakten Reali-Slim- und die Ultra-Slim-Dünnringlager mit besonders kleinem Querschnitt. Bei einer großen Zahl von Applikationen kann ein Vierpunkt-Reali-Slim-Dünnringlager sogar zwei Lager ersetzen. Das erlaubt eine kompaktere Bauweise und vereinfacht die Montage. Sämtliche Dünnringlager sind wahlweise als Rillenkugellager, Vierpunktlager oder Schrägkugellager lieferbar. Edelstahlausführungen sind auf Wunsch auch mit Kugelkäfigen aus Polyamid, PEEK oder Edelstahl verfügbar. Zusammenhang das Gegenlager zum Werkstück dar, denn aufgrund der Kompaktheit der gesamten Anlagen stand auch für dieses Bauteil nur ein sehr kleiner Einbauraum zur Verfügung. Eine enge, geschäftliche Beziehung verbindet K.H. Arnold mit dem Antriebsspezialisten Rodriguez aus Eschweiler, Anbieter von Dünnringlagern mit einer langjährigen Erfahrung in der Erstellung applikationsspezifischer Sonderlösungen. Bereits in anderen Projekten hatten dessen kleine, leichtgewichtigen und kompakten Lager überzeugt. „Für die neue Anlage haben wir daher Rodriguez als Know-how-Träger ins Boot geholt“, so René Köhler. Dabei sollte die zu entwickelnde Lösung nicht nur platzsparend sein, sondern für eine einfache Montage und problemlose Inbetriebnahme mit nur einer Schnittstelle auskommen sowie eine hohe Systemgenauigkeit erreichen. „Insbesondere was den Plan- und den Rundlauf angeht, werden von der Automobilindustrie mittlerweile Genauigkeiten von hundertstel Millimetern gefragt“, führt der Fertigungsleiter von K.H. Arnold aus. Klein, kleiner, integriert Ulrich Schroth, Geschäftsbereichsleiter bei Rodriguez, sieht in der Lösungskompetenz eine besondere Stärke seines Unternehmens. Bei allen Anwendungen, in denen Standardlager an ihre Grenzen stoßen, entwickelt und produziert der Antriebsspezialist maßgeschneiderte Lösungen. Basis ist das umfassende Produktportfolio aus über 250 Dünnringlagertypen aus Wälzoder Edelstahl. Die Durchmesser reichen von 25 bis 1 066 mm. „Grundlage der neuen Lagersystemlösung ist ein Kaydon Reali- Slim-Präzisions-Dünnringlager, das wegen seiner Kompaktheit und des kleinen Querschnitts für kleine Einbauräume prädestiniert ist.“ Allein in dem kompakten und leichten Wälzlager sahen die Ingenieure indes noch keine ausreichende Lösung für die an sie gestellten Anforderungen. Bei der Entwicklung der neuen Lagerkonstruktion beschritt Rodriguez daher neue Wege, integrierte gleich fünf Umbauteile, z. B. eine vor Funkenflug schützende Schleuderscheibe, in das System und konnte so die Anzahl der Schnittstellen auf die gewünschte eine beschränken. „Die Vorteile liegen auf der Hand“, meint Ulrich Schroth. Neben einer vereinfachten Montage der integrierten Baugruppe erhöht sich die Genauigkeit gegenüber der Verwendung einzelner mechanischer Komponenten deutlich. Die Fehlertoleranz verbessert sich, die Wiederholgenauigkeit nimmt zu. Die Genauigkeit von Plan- und Rundlauf ist mit weniger als 25 μm als sehr hoch einzustufen und hat den Kundenwunsch bei Weitem übertroffen. Dauerhaft präzise und wartungsfreundlich Die Realisation als integrierte Modullösung zeigt sich auch im Wartungsfall überlegen. Zwar schätzt Rodriguez die Lebensdauer der neuen Einheit auf über 80 000 Stunden bei 30 U/min, sollte jedoch ein Austausch notwendig sein, kann die komplette Einheit ohne langwierigen Montageaufwand und ohne lange Stillstandzeiten der Anlage ersetzt werden. Für eine hohe Verfügbarkeit des neuen Lagersystems sorgt außerdem der Einsatz einer Labyrinthdichtung, die das Lagerinnere vor Verunreinigungen schützt und einen präzisen Lauf dauerhaft gewährleistet. Auf eine schleifende und damit verschleißanfällige Dichtung konnte verzichtet werden. Am Ende steht für Ulrich Schroth aber noch ein weiterer, wirtschaftlicher Vorteil der integrierten Baugruppe: „Gegenüber einer Lösung aus verschiedenen Einzel- 02 Die Lagerlösung auf Basis eines Kaydon Präzisions-Drünnringlagers ist platzsparend und einfach zu montieren 03 Rodriguez bietet mehr als 250 verschiedene Dünnringlager komponenten, deren Abstimmung und Montage ist die neue Einheit deutlich preisgünstiger. Sie stellt im wahrsten Sinne des Wortes eine echte Mehrwertlösung dar.“ Und René Köhler von K.H. Arnold fügt hinzu: „Die entsprechende Eigenkonstruktion des Lagers mit Innen- und Außenring und weiteren Komponenten wäre für uns deutlich komplexer und kostenintensiver gewesen. Mit der realisierten Lösung hat uns Rodriguez bei der Entwicklung und Konstruktion spürbar entlastet. Am Ende waren wir nur noch für die Endmontage des Moduls auf der entsprechenden Lagerplatte der Schweißanlage verantwortlich.“ Die enge Kooperation mit Lieferanten entspringt dem Leitgedanken von K.H. Arnold, sich ständig weiterzuentwickeln und neue Wege im Sondermaschinenbau zu gehen und hat auch im Fall der neuen 2-Stationen-Laserschweißanlage zum erfolgreichen Ergebnis geführt. www.rodriguez.de antriebstechnik 10/2016 21

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