In der metallverarbeitenden Industrie ist es Systemlieferanten gelungen, werkzeugfreies Schneiden in der Blechbearbeitung anzubieten. Dazu schneiden Laser direkt vom kontinuierlich laufenden Stahl- oder Aluminium-Coil. Dadurch steigert sich die Rentabilität im Presswerk. So ist etwa dank CNC-Programmierungen eine hohe Flexibilität bei gleichzeitiger Materialeinsparung von bis zu 10 Prozent erzielbar. Zudem entfällt der komplette Aufwand für Transport, Lagerung und Instandhaltung der bis zu 40 Tonnen schweren Schneidwerkzeuge. Anbieter liefern inzwischen leicht installierbare Anlagen, die eine Platinenproduktion auch in kleineren Hallen und Presswerken möglich machen. Verglichen mit konventionellen, werkzeuggebundenen Herstellungsverfahren ergeben sich dabei hohe Einsparungen.

Sondermaschinen für die Blechumformung

Um diese Vorteile während des Produktionsprozesses nicht zunichte zu machen, kooperieren die metallverarbeitenden Betriebe mit spezialisierten Partnern, die Sonderlösungen in hoher Qualität schnell und sicher liefern können. Ein solches Unternehmen ist die Nordgreif GmbH, bei der sich alles um das Heben und Transportieren schwerer Lasten dreht. Wie dieser Einsatzfall zeigt, ist die über 30-jährige Erfolgsgeschichte ohne erfahrene Ingenieure und kundenspezifische Konstruktionen am Hauptstandort in Schenefeld bei Hamburg undenkbar. Das Lösungsspektrum umfasst Zangen, Greifer, Traversen sowie Wendevorrichtungen mit mechanischem, elektrischem oder hydraulischem Antrieb.

Die zunehmende Automatisierung in der Automobilindustrie erfordert auch im Bereich der Lastaufnahme neue Lösungen. Dies führt zu einer gesteigerten Effizienz und Geschwindigkeit in den laufenden Produktionsprozessen, bei denen die Blechplatinen zuerst aus einem Coil heraus gestanzt und dann auf speziellen Paletten gestapelt werden. Diese Paletten werden darauf mit einem Platinengreifer zu den Pressen transportiert, dort wieder vereinzelt und unter Druck in die gewünschte Form gebracht. Beim Transport von öligen Platinen kommt die glatte Oberfläche als besondere Anforderung an die Greiflösung hinzu. Aus diesem Grund sind die Lösungen von Nordgreif mit einer speziellen Niederhaltevorrichtung ausgerüstet: Dadurch wird der Platinenstapel sehr fest zusammengehalten und ein sicherer Transport ist stets gewährleistet.

Industriegasfedern für 10 Tonnen schwere Sondermaschine gesucht

Um dem Endkunden eine störungsfreie Produktion zu ermöglichen, kooperiert Nordgreif mit dem international bekannten Spezialisten für Dämpfungslösungen aller Art, der ACE Stoßdämpfer GmbH. Die langjährige Zusammenarbeit ist erfolgreich, weil beide Unternehmen ähnlich an Projekte herangehen: Aufbauend auf einer hochwertigen, großen Produktpalette sind sie in der Lage, maßgeschneiderte Lösungen weiter zu entwickeln und, falls nötig, dank ihrer Expertise auch neue Produkte zu konstruieren. Die aktuelle Generation von Platinengreifern ist so ein Fall. Es galt, einen in der Höhe verfahrbaren Aufsetztisch beim Anheben in der oberen Endlage kräftemäßig zu unterstützen. Der Tisch ist mit einem Scherenhub und einem Schrittschaltwerk ausgestattet und für die Fixierung der Platinenstapel zuständig. Er verhindert, dass die Platinen verrutschen und im schlimmsten Fall herunterfallen. Dies würde die Arbeitsprozesse nicht nur unterbrechen, sondern zu teuren Schäden an den empfindlichen Blechzuschnitten führen. Der 2.000 kg schwere Tisch kann mit einer Platinenlast von bis zu 8.000 kg beladen werden. Zur sicheren Fixierung der Last bestand die Lösung bei Nordgreif unter anderem darin, den Tisch nach Aufsetzen des Greifers mit Hilfe von vier leistungsstarken, horizontal angeordneten Gaszugfedern anzuheben, um die Platinen freizugeben. Beim Anheben des Platinengreifers muss der Aufsetztisch schnell und kontrollierbar nach unten zu bewegen sein, damit die Platinen gesichert sind. Um diese Vorgänge bestmöglich zu unterstützen, galt es für die Spezialisten von ACE, mehrere Herausforderungen zu meistern. Bei der maximalen Platinenlast von acht Tonnen müssen die auszuwählenden Gasfedern auf der einen Seite leistungsstärker sein als handelsübliche Modelle, die an Hauben, Luken und Deckeln vorkommen und dort kontrolliertes Halten, Heben oder Senken zwecks Unterstützung menschlicher Muskelkräfte ermöglichen. Auf der anderen Seite müssen sie exakt einstellbar sein, sodass sie genau die gewünschte Bewegung und Geschwindigkeit des Tisches ermöglichen. Eine weitere Anforderung: Während ACE für die meisten Lösungen auch online ein Berechnungsprogramm zur Verfügung stellt, mit dessen Hilfe in fünf einfachen Schritten die passende Gasfeder ausgelegt und geliefert wird, kam diese Art der schnellen, präzisen Ermittlung der geeigneten Modelle in diesem Einsatzfall aufgrund von zu berücksichtigenden Faktoren wie Umlenkrollen und dem Gewicht beim Absenken nicht in Frage.

Ventiltechnik von ACE erweist sich als die Lösung

Die Summe dieser Anforderungen gab ACE die Gelegenheit, neben der Qualität seiner Produkte auch die des Serviceteams unter Beweis zu stellen. Zunächst lieferte ACE vier Industrie-Gaszugfedern des Typs GZ-28-600-DD-1200N mit der maximalen Zugkraft von 1.200 N. Auch wenn dies vom Konstruktionsteam bei Nordgreif so gewünscht war, stellte sich in der Praxis heraus, dass dadurch weder das erforderliche Senken des Tisches wie vorgesehen auszulösen, noch die gewünschte Entlastung beim Anheben zu erzielen war. Die Gasfedern waren hinsichtlich der Zugkräfte überdimensioniert. Aus diesem Grund machte sich Kai Boelingen, der bei ACE für den technischen Vertrieb in der Region zuständige Experte, auf den Weg nach Schenefeld, um mit dem Team bei Nordgreif in eine Testphase einzutreten, die er als „Herantasten“ beschreibt. Dabei kam den Technikern eine Besonderheit dieser ohne fremde Energieversorgung arbeitenden Lösungen zur Kraftunterstützung zugute. Ihre Zugkraft lässt sich im Nachhinein über ein Ventil stufenlos bis zum gewünschten Wert reduzieren. Nach vorsichtigem Ablassen des Stickstoffs stellte sich heraus, dass bei je 800 N die Kräfte der an beiden Seiten der Konstruktion nebeneinander platzierten Komponenten so passend gewählt sind, dass sich der Tisch zügig, aber kontrolliert nach unten bewegen kann. Gleichzeitig wird während des Hebevorgangs das Eigengewicht des Greifers dank der zusammen wirkenden Kräfte von 3.200 N erheblich reduziert, sodass das Verfahren in die obere Endlage wunschgemäß erfolgt.

Damit noch mehr Konstrukteure von den Vorzügen dieser leistungsstarken Maschinenelemente profitieren, sind bei ACE neben einer Vielzahl an Zubehör und Anschlussteilen auf Anfrage auch Sonderausführungen lieferbar. Außerdem stehen für Anwendungen mit strengen Hygienerichtlinien wie in der Medizin- und Lebensmitteltechnik auch Varianten zur Verfügung, die mit Sonderölen befüllt sind und in Edelstahlausführung sowie mit Endlagendämpfung geliefert werden können. Wenn es die Umgebungsbedingungen erfordern, ist ACE in der Lage, den zulässigen Temperaturbereich von -20 °C bis 80 °C noch zu erweitern. Diese Art der Anpassung war jedoch bei Nordgreif kein Kriterium für den Erfolg der neuen Generation der Platinengreifer. Auch dank der präzise eingestellten und bei jedem Transportprozess zuverlässig wirkenden Kräfte der Industrie-Gaszugfedern von ACE gestalten sich die automatisierten Arbeitsabläufe bei den Endkunden trotz der teils öligen Oberflächen reibungslos, sodass kostspieliger Ausschuss von Platinen Mangelware ist.

Technikkasten 1

Am Zug, wenn es eng wird: Industrie-Gaszugfedern von ACE

Die verbauten Industrie-Gaszugfedern des Typs GZ-28-600-DD-1200N sind bei einem Hub von 600 mm theoretisch in der Lage, jeweils bis zu 1.200 N an Zugkraft aufzubringen. Aufgrund der technischen Anforderungen wurden sie im konkreten Fall jedoch nach der Lieferung von den Konstrukteuren im Testbetrieb über das außen am Korpus leicht zugängliche Ventil auf den Schlusswert von 800 N eingestellt, um so optimal für das Heben und Senken des Platinengreifer-Tisches abgestimmt zu sein. Gaszugfedern von ACE werden von Konstrukteuren favorisiert, wenn aus Platzgründen keine standardmäßig arbeitende Gasdruckfeder eingesetzt werden kann. Die Gaszugfedern wirken in umgekehrter Weise verglichen mit herkömmlichen Gasdruckfedern. Die Kolbenstange von Gaszugfedern befindet sich im unbelasteten Zustand im Zylinder. Durch den Gasdruck im Zylinder wird die Kolbenstange nach innen gezogen. Gaszugfern von ACE bieten durch hart verchromte Kolbenstangen sowie integrierte Gleitlager sehr hohe Standzeiten, was aufgrund der Anforderungen der automatisierten metallverarbeitenden Industrie hinsichtlich Qualität und Lebensdauer für die Konstrukteure und Endkunden der Nordgreif GmbH ein weiteres großes Plus darstellte.

Normalerweise kommen Gasdruck- oder Gaszugfedern immer dann zum Einsatz, wenn es darum geht, die Handkraft beim Öffnen von Klappen und Hauben zu unterstützen. So sind die hochwertigen Lösungen der ACE Stoßdämpfer GmbH, die seit 2016 zu der Stabilus-Gruppe gehört, in der Lage, eine perfekte Unterstützung der menschlichen Muskulatur mit Kräften von 10 N bis 13.000 N bei Körperdurchmessern von 8 mm bis 70 mm zu bieten. ACE stellt Anwendern neben regulären Industriegasfedern auch solche aus Edelstahl mit Ventil in Körperdurchmessern von 8 mm bis 40 mm, mit Hüben von 20 mm bis 700 mm sowie mit Ausschubkräften von 10 N bis 5.000 N zur Verfügung. Um Freigaben für Lebensmittel- oder Umwelttechnik zu erhalten, werden die einzelnen Gasfedertypen mit einem Spezialöl für die sanfte Endlagendämpfung befüllt. Das Funktionsprinzip dieser Komponenten gleicht dem der Standardfedern: Die wartungsfreien, in sich geschlossenen Systeme sind mit einem unter Druck stehenden Stickstoff-Gas gefüllt, das beim Schließen der Haube durch die Drosselöffnung im Kolben strömt. Das sorgt für eine definierte Einfahrgeschwindigkeit und sicheren Halt. Beim Ausfahren bewirkt die Ölfüllung in der Endlage ein sanftes Aufsetzen. Aus diesem Grund wirkt die Endlagendämpfung nur bei einem Einbau von Gasdruckfedern mit der Kolbenstange nach unten weisend. Beim Öffnen strömt der Stickstoff zurück und unterstützt zusätzlich die Handkraft. Die gegenüber anderen Dämpfungs-Optionen gute Regulierbarkeit der Industriegasfedern von ACE erklärt sich vor allem durch deren individuelle Befüllbarkeit.

Technikkasten 2

Gasfedern vor Ort justieren: Füllkoffer und DE-GAS von ACE

Die Gasfedern von ACE sind mit reinem Stickstoff gefüllt, einem inerten Gas, das nicht brennt, nicht explodiert und nicht giftig ist. Da Gasfedern einen sehr hohen Innendruck bis ca. 300 bar aufweisen, dürfen die wartungsfreien Komponenten keinesfalls ohne Anleitung geöffnet werden. Um Technikern sichere Ablass- und Füllvorgänge vor Ort zwecks kontrollierter Kraftreduzierung oder -anhebung zu ermöglichen, bietet ACE zusätzlich zu den Ventilgasfedern praktische Hilfsmittel. So erfolgte die Reduzierung der Zugkräfte im hier vorgestellten Einsatzfall durch das Aufschrauben des Einstellwerkzeuges namens DE-GAS auf den Gewindezapfen der Gasfedern. Der Ablassvorgang ist durch leichte Betätigung des Druckknopfes möglich. Wenn zu viel Stickstoff abgelassen wurde, kann die Gasfeder entweder bei ACE oder mit Hilfe eines speziellen Füllkoffers für Gasfedern neu befüllt werden. Dieser ist mit allen Teilen ausgestattet, die nötig sind, angefangen beim digitalen Manometer über Tabellen zur Ermittlung des Fülldruckes der Gasfedern, bis hin zu allen Füllglocken und Ablassschrauben für das aktuelle Gasfederprogramm von ACE. Der Füllkoffer ist passend für Stickstoffflaschen mit einem Druck von 200 bar mit Gewinde W24, 32×1/14“, wobei der Stickstoff selbst nicht zum Lieferumfang gehört.

Interessierte können sich die in diesem Einsatzfall beschriebene Druckanpassung in Industriegasfedern von ACE mittels DE-GAS in einem kurzen Lehrvideo auf dem YouTube-Kanal von ACE anschauen. Die direkte Adresse lautet: www.youtube.com/watch?v=Vf23LnIQnkE

Messehinweise

STABILUS bzw. die Expertenmarken ACE und Fabreeka auf der:

Interzum, Halle 7.1, Stand D019, 09. bis 12.05.2023 in Köln, Messegelände (STABILUS)

Control, Halle 5, Stand 5203, 10. und 11.05.2023 in Stuttgart, Messegelände (Fabreeka)

SMART, Stand 130, 21. bis 24.05.2023, Design Center Linz (ACE)

Automotive Testing, Stand 8519, 13. bis 15.06.2023 in Stuttgart, Messegelände (Fabreeka)

Automatica, Halle 5, Stand 518, 27. bis 30.06.2023 in München, Messegelände (ACE)