Schutzabdeckungen Werkzeugmaschinen schützen mit System

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Hema entwickelt und fertigt Schutzsysteme rund um die Werkzeugmaschine. In einer Übersicht nennt es die entscheidenden Kriterien, um die Standzeiten von Maschinen zu verlängern und ihre Performance zu verbessern.

In der Teilefertigung ändert sich einiges: Die zu fertigenden Komponenten werden komplexer. Um nicht an Produktivität zu verlieren, werden verschiedene Zerspanungsverfahren auf Kombinationsmaschinen vereint. Das ändert auch die Anforderungen an den Maschinenschutz: Waren vor einigen Jahren eher einzelne Faltenbälge oder Abdeckungen zum Schutz empfindlicher Maschinenteile gefragt, erfordert das zunehmende Zerspanungsvolumen heute passgenaue Schutzsysteme, damit Anlagen die komplexeren, schnelleren Prozesse über lange Standzeiten leisten können. Jürgen Heberer vom Technischen Vertrieb bei Hema Maschinen- und Apparateschutz, einem Unternehmen mit langjähriger Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung verschiedener Schutzsysteme rund um die Werkzeugmaschine, schildert, worauf es bei einem zuverlässigen Maschinenschutz ankommt:

1. Entwicklungskompetenz

Die wichtigste Eigenschaft: Eine Schutzabdeckung ist ein Maßanzug, der jede Bewegung schadlos mitmacht. Ob klassischer Faltenbalg als Schutz oder verfahrbare Rückenwandsysteme und Dachabdeckungen: „Eine Schutzabdeckung für eine Produktionsmaschine ist so komplex wie die Maschine selbst“, sagt Heberer. Bis sie richtig sitzt, braucht es Konstruktions- und Prozess-Know-how. „Es gilt, im vorgegebenen Bauraum das richtige Verhältnis aus Bewegungswiderstand, Dichtheit und Haltbarkeit zu finden, damit Schutzkomponenten hohe Prozessgeschwindigkeiten und spezifische Spindelbewegungen mitmachen.“ Entscheidend dafür ist eine genaue Aufgabenstellung: Welche Teile der Maschine sind vor welchen Einflüssen zu schützen? Wie viel Bauraum steht zur Verfügung? Wo ist die Spindeldurchführung zu berücksichtigen? „Im Idealfall entsteht das Schutzkonzept schon während der Entwicklung der Maschine“, sagt Heberer. „Im gemeinsamen Austausch können wir den Schutzbedarf der Maschine genau dimensionieren, spezifische Anforderungen an die Bedienung frühzeitig berücksichtigen und just-in-time zur Inbetriebnahme ausliefern.“

2. Individuelle Konzeption

Schutzabdeckungen sind dabei konstruktionstechnisch nahezu keine Grenzen gesetzt. Abmessungen von wenigen Zentimetern sind genauso realisierbar wie XXL-Formate mit einer Größe von acht mal fünf Metern oder 32 Metern Länge. Maschinenarchitekturen, die einen gebogenen Verlauf der Abdeckung erfordern, sind ebenso machbar wie Schutzsysteme, die mehrere Achsen zugleich ummanteln. Als Basis der Entwicklungsarbeit nutzt Hema seine Baukastensysteme: Die Faltenbälge der Reihe Elastic bestehen aus einem Faltenmaterial und einem stabilisierenden PVC-Rahmen. Samurai ergänzt diese um Federstahllamellen, die das Faltenmaterial zum Beispiel in HSC-Anwendungen vor heißen Spänen schützen. Rollbandabdeckungen und Gliederschürzen, Teleskopabdeckungen und Spiralfedern runden das Portfolio ab.

Neben der Konstruktion ist es das Faltenmaterial, das über die Leistungsfähigkeit des Schutzsystems entscheidet. „Auch hier bestimmt die Anwendung die Anforderung“, so Heberer. In CNC-Anlagen muss das Gewebe unempfindlich gegen scharfkantige, glühende Späne sowie gegen Kühlschmierstoffe sein. In Laser-, Plasma- und Schweißanwendungen sowie im 3D-Druck sind selbstverlöschende und Hochtemperaturmaterialien die richtige Wahl. Aber auch Eigenschaften wie ein leichtes Gewicht oder Transluzenz können mithilfe des passenden Faltenmaterials für das Schutzsystem realisiert werden. Hema nutzt dafür ein breites Portfolio an Geweben, das von Polypropylen und Polyurethan bis hin zu Teflon, PVC oder Para-Aramid reicht.

3. Qualitätssicherung

„Die Materialauswahl muss belastbar sein“, betont Heberer. „Dafür ist es als Maschinenbauer oder -betreiber entscheidend, sich auf eine durchgängige Qualität verlassen zu können.“ Hema führt dafür regelmäßig stichprobenhafte Lebensdauertests durch, für die das Unternehmen eigene Prüfstände betreibt. Dort erfassen Ingenieurinnen und Ingenieure unter anderem das Knickverhalten der Materialien, die Rückstellkräfte der Abdeckungen beim Ausfahren und Zusammendrücken sowie das Verhalten der Andruckkräfte an Lamellen. In den Versuchen werden Faltenbälge auf langen Verfahrwegen mit in der Praxis erreichbaren Maximalbeschleunigungen beaufschlagt; einzelne Produkte absolvieren dabei mehr als 1,5 Millionen Lastwechsel.

Auch die Fertigung selbst muss verlässlichen Qualitätsstandards folgen. „Da es keinen Maschinenschutz von der Stange gibt, entsteht zwangsläufig vieles in Handarbeit“, so Heberer. „Und auf die muss man sich verlassen können.“ Hema plissiert die Falten maßgenau und schneidet sie zu. Der dauerhafte Verbund mit Stütz- beziehungsweise Führungsrahmen erfolgt mit Verbindungstechniken wie unter anderem HF-Schweißen, thermischem Verkleben oder Laminieren. Das Unternehmen wird regelmäßig nach den Vorgaben der DIN EN ISO 9001 zertifiziert. Das erfolgt nicht nur an seinem Hauptsitz im hessischen Seligenstadt. Alle europäischen Standorte des internationalen Herstellers sind nach der internationalen Qualitätsnorm zertifiziert. Darüber hinaus sorgen eigene kontinuierliche Fertigungs- und Produktschulungen, dass an allen Hema-Standorten in Europa und Asien eine durchgängige Qualität der Produkte gewährleistet ist.

4. Maschinenpartner

„Der passende Maschinenschutz hat einen maßgeblichen Anteil an der Produktivität einer Anlage“, so Heberer. „Es ist daher sinnvoll, auch Anknüpfungspunkte zu weiteren Prozessen zu betrachten und dort einen nahtlosen Übergang zu gewährleisten.“ Zum Beispiel das Thema Handling: Hema konzipiert seine Schutzsysteme für die einfache Vor-Ort-Montage durch den Kunden. Montagefertig angeliefert, sind sie dann schnell einsatzbereit. Oder das Beispiel Retrofit: Auch für maßgeschneiderte Schutzsysteme gilt, dass sie bei Beschädigung problemlos ausgetauscht werden können. Hema verfügt über eine Datenbank an Konstruktionsunterlagen seiner Bauteile. Eine lückenlose Dokumentation und Prüfung gemäß ISO 9001:2015 stellt sicher, dass bei Verschleiß alle Bauteile jederzeit reproduziert und ersetzt werden können. Machen geänderte Anforderungen und Vorgaben in der Arbeitssicherheit zusätzliche Schutzvorkehrungen erforderlich, lassen sich viele Hema-Schutzsysteme wie Faltenbälge, komplexe Dachabdeckungen oder auch einfachere Lamellenschürzen als Nachrüstteile installieren.

Und schließlich das Thema Lösungskompetenz: Das sieht Heberer nicht allein im Prozessverständnis begründet. „Hersteller mit breitem Produktportfolio können Maschinenperformance weiterdenken“, so der Techniker. „Und indem sie ganzheitliche Lösungen aus einer Hand bieten, ersparen sie zudem Kunden eine Vielzahl an Lieferantenqualifizierungen.“ So verfügt Hema neben den Schutzabdeckungen auch über ein breites Angebot an Sichtsystemen, das Maschinensicherheitsscheiben und Drehfenster seiner Spinvista-Reihe umfasst. Mit pneumatischen Klemm- und Bremssystemen erhöht es auch die Sicherheit, wenn es um das Klemmen von Achsen oder bewegten Massen geht, Fail-Safe-Funktion inklusive.