Ergonomisches Handling von Maschinenhauben Aktuatoren und Gasdruckfedern im kraftvollen Zusammenspiel

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Bei der Fertigung von Batteriestiften müssen Bediener regelmäßig die schweren Hauben der Werkzeugmaschinen öffnen. Bisher unterstützten Gasdruckfedern von ACE diesen Prozess. Um den Bedienkomfort weiter zu steigern, prüfte Anwender KeyTec den Einsatz zusätzlicher Aktuatoren. Die Kombination beider Systeme erleichtert das Handling der Maschinenhauben deutlich.

Nach dem Motto „Wir industrialisieren Ihre Ideen“ unterstützt das Unternehmen KeyTec seit 1999 Kunden aus aller Welt mit Metall- und Kunststoffkomponenten in mittleren und hohen Stückzahlen. Als Business-to-Business-Zulieferer setzt man unter anderem am Hauptsitz in Sittard in den Niederlanden eine breite Palette von Produktlösungen für die Automobil-, Energie- und Konsumgüterindustrie sowie für gewerbliche Kunden um. Das Spektrum reicht von Einzelteilen über Multitechnologieprodukte bis hin zu Unter- und Baugruppen. Dazu gehören auch deren Oberflächenbehandlung und Montage durch Stanzen, Spritzgießen und verwandte Technologien.

Gesucht: Mehr Bedienkomfort in der Metallbearbeitung

Für verschiedene Kunden aus der Elektronikbranche führt das Unternehmen bestimmte Arbeitsschritte für die Produktion von Batterien aus. In diesen sind Sonderstifte verbaut, von denen im Stammsitz in Sittard pro Jahr circa eine Milliarde Stück im Dreischichtbetrieb in verschiedenen Ausführungen hergestellt werden. Dafür sind Maschinen notwendig, die Drähte präzise verarbeiten und bei hoher Produktivität für einheitliche Qualität sorgen. Die Bearbeitung erfolgt vom Coil, wobei das Richten, Abschneiden und Kaltverformen in der Maschine stattfindet. Ein Mal pro Schicht, also alle acht Stunden, werden diese Maschinen vom Bedienpersonal mit neuem Rollenmaterial versorgt. Dafür müssen jeweils die circa 45 Kilogramm schweren oberen Hauben der Maschine geöffnet werden. Dies ist auch regelmäßig nötig, wenn die Werkzeuge der Maschinen zu reinigen sind oder wenn die Hauben in seltenen Fällen bei Maschinenausfällen den Zugang zum Inneren der Maschinen freigeben sollen.

Das geschlossene Maschinengehäuse soll den Schall effektiv dämmen. Zudem sollen die integrierten Antriebe ebenso wie die Elektronik und Zentralschmierung für das Wartungsteam von allen Seiten leicht zugänglich sein. Dafür sind unter anderem an jeder Haube jeweils zwei Industrie-Gasdruckfedern vom Typ GS-28-200-EE-920N von ACE zuständig. Diese einbaufertigen, wartungsfreien, in sich geschlossenen Systeme sind langlebig und mit einem unter Druck stehenden Stickstoffgas gefüllt. Mit einer Ausschubkraft von ursprünglich 920 Newton pro Gasdruckfeder unterstützten sie die Muskelkraft des Bedienpersonals zuverlässig beim Öffnen und Schließen der Hauben.

Gefunden: Aktuatoren in Kombination mit vorhandenen Gasfedern

Han Titulaer vom BeNeLux-Vertriebsteam sprach darauf die Zugehörigkeit zur Stabilus-Gruppe an und stellte die elektromechanischen Antriebe namens Industrial Powerise vor. Diese verrichten seit vielen Jahren als Aktuatoren an Heckklappen sowie an Motor- und Kofferraumhauben in verschiedensten Modellen der bekanntesten Automobilhersteller millionenfach und zuverlässig ihre Dienste. Für den industriellen Einsatz in den vergangenen Jahren adaptiert und perfektioniert, eignen sich diese Komponenten daher auch für die 45 Kilogramm schweren Hauben an den Werkzeugmaschinen in Sittard – und das im Zusammenspiel mit den bereits installierten Gasdruckfedern. Unter der Nutzung von deren Ausschubkräften, die per Reduzierung des Stickstoffs über das Ablass- und Füllventil auf 700 Newton pro Exemplar verringert wurden, ermittelte das Team für diesen speziellen Fall zusätzlich Antriebe vom Typ IPR35-V-24A-200-8-65C als am besten geeignete Komponenten zur Steigerung des Bedienkomforts.

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Einmal montiert und wahlweise gespeist über einen 12- oder einen 24-Volt-Anschluss, machen diese elektromechanischen Antriebe auf Knopfdruck zuverlässig Hubbewegungen von 200 Millimetern Länge bei Spindelsteigungen von acht Millimetern pro Umdrehung möglich. Das Heben und Senken findet in diesem Fall mit einer zusätzlichen Kraft von 65 Newton pro Aktuator in Kombination mit den Gasdruckfedern statt. Diese genauen Werte stellten Ralf Küppers vom technischen Vertrieb und Robin Hilke als Produktmanager für Industrial Powerise vor Ort ein, wobei zusätzlich die elektrische Steuerung über analoge Schnittstellen genau den Maschinenhauben angepasst werden konnte.

„Unseren Partnern war eine sensible Hinderniserkennung wichtig, die wir über unsere Software zusammen eingestellt haben“, erklärt Produktmanager Robin Hilke. „Dabei sind wir von Krafteinwirkungen von geschätzt 30 Newton an der Vorderkante beim Schließen der Haube ausgegangen. Dadurch werden Hindernisse wie etwa Finger oder Hände erkannt, und die Bewegung stoppt innerhalb von Millisekunden, bevor Verletzungen oder Schäden entstehen.“

Generell sind die neuen Aktuatoren mit Spindelsteigungen zwischen zwei und 25 Millimetern erhältlich und übernehmen das Heben, Senken und Positionieren wahlweise mit Kräften zwischen 250 und 4000 Newton. Mittels Hubbereichen zwischen 50 und 350 Millimetern können sich Konstrukteure für ihre Anwendungen für eine ebenso präzise wie leistungsstarke und vielfältige Bewegungssteuerung in der Vertikalen und Horizontalen sowie als Positionierungssystem entscheiden. Weil der Geräuschpegel des Antriebs nur 55 Dezibel (A) beträgt, machen die elektromechanischen Antriebe überdies einen leisen Betrieb möglich. Zudem bedeutet die Kombination mit den Gasfedern eine Entlastung für den Antrieb.

Der Autor Robert Timmerberg M. A. ist Fachjournalist (DFJV) und Geschäftsleiter der Agentur plus2.