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Plan und Rundlauf hochgenau

Neue, kompakte Lagersystemlösung für Laserschweißanlagen
Plan und Rundlauf hochgenau

Flexibel mit qualitativ hochwertigen Ergebnissen – in der Automobilindustrie gehört die Laserbearbeitung mittlerweile zum Standard einer schnellen und kosteneffizienten Produktion. Die K.H. Arnold Maschinenfabrik aus Ravensburg 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 aus Eschweiler.

Die Autorin: Nicole Dahlen, Geschäftsbereichsleiterin Präzisionslager, Rodriguez

Aufgrund der hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit und der schlanken Schweißnähte mit großem Tiefe-Breite-Verhältnis hat sich Laserschweißen in der Automobilindustrie etabliert. Für das Verbinden von Bauteilen im Pkw-Antriebsstrang, 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 rotationssymmetrische Bauteile und ist flexibel einsetzbar für Festkörper- und CO2-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 K.H. Arnold eine speziell für rotationssymmetrische 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 bei höherer Systemgenauigkeit
„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 hoher Präzision weiter zu verbessern. Eine besondere Herausforderung stellte in diesem 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. 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
Bei allen Anwendungen, in denen Standardlager an ihre Grenzen stoßen, entwickelt und produziert Rodriguez maßgeschneiderte Lösungen. Basis ist das umfassende Produktportfolio aus über 250 Dünnringlagertypen aus Wälz- oder Edelstahl. Die Durchmesser reichen von 25 bis 1066 mm. „Grundlage der neuen Lagersystemlösung ist ein Kaydon Realislim-Präzisions-Dünnringlager, das wegen seiner Kompaktheit und den kleinen Querschnitt für kleine Einbauräume prädestiniert ist“, erklärt Ulrich Schroth, Geschäftsbereichsleiter bei dem Antriebsspezialisten. 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, beispielsweise eine vor Funkenflug schützende Schleuderscheibe, in das System und konnte so die Anzahl der Schnittstellen auf die gewünschte eine beschränken. 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 min-1, 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 noch ein weiterer, wirtschaftlicher Vorteil der integrierten Baugruppe: „Gegenüber einer Lösung aus verschiedenen Einzelkomponenten, 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 Entwicklung und Konstruktion spürbar entlastet.“ I
Halle 4, Stand 4438

Info & Kontakt

Rodriguez GmbH, Eschweiler Tel.: +49 2403 780-0 info@rodriguez.de www.rodriguez.de
Detaillierte Informationen zu den Dünnringlagern von Rodriguez
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