Zykloidgetriebe von Nabtesco kommen in Schuler-Pressen zum Einsatz. (Bild: Nabtesco)
Nur wenige Bauteile sind in der verarbeitenden Industrie so hohen Belastungen ausgesetzt wie Getriebe. Insbesondere das Umformen von Blechteilen in der Automobilproduktion stellt hohe Anforderungen an die Konstruktion und Verarbeitungsqualität dieser Komponenten. Schuler setzt in seinen Presslinien daher auf die leistungsstarken und belastbaren Zykloidgetriebe der RV-Serie von Nabtesco.
In der Großserienfertigung kommt es zudem gerade beim Transport der Blechteile von einer Station zur anderen im Presswerk auf hohe Geschwindigkeiten, eine Steigerung der Produktivität und eine hohe Verfügbarkeit der eingesetzten Maschinen und Komponenten an. Mit der Entwicklung des Crossbar Feeder von Schuler, einem roboterähnlichen Automationsgerät, lassen sich diese Anforderungen erfüllen. Er ermöglicht einen schnellen, vollautomatischen Werkzeugwechsel und einen freien Zugang zur Pressenlücke. Dank seiner hohen Wiederholgenauigkeit kann er die Bleche positionsgenau aufnehmen und ablegen. Optisch ähnelt er zwar einem Roboter; er bietet jedoch den Vorteil, dass er vorprogrammierte Bahnen präziser und vor allem schneller abfährt. Durch Kipp- und Drehbewegungen positioniert er die Bauteile zudem für den nächsten Arbeitsschritt entsprechend. Das Transportgewicht kann dabei bis zu 130 Kilogramm betragen.
Zu der Leistungsfähigkeit des Crossbar Feeder tragen die Zykloidgetriebe von Nabtesco Precision Europe bei, die von Anfang an in seinen Achsen verbaut wurden. „Nabtesco war sofort als kompetenter Ansprechpartner zur Stelle. So hat unsere Zusammenarbeit schnell an Fahrt aufgenommen“, erzählt Eduard Lenhardt. Der Diplom-Ingenieur arbeitet bei Schuler im Bereich Konstruktion und Entwicklung – Pressenautomation und hat das Projekt von der ersten Stunde an mitbetreut. Die Entwicklung der ersten Generation des Crossbar Feeders hatte Schuler vor über zehn Jahren begonnen – mit dem Ziel, die Anlagen- und Prozesseffizienz von mechanischen Highspeed- und später Servopressen-Linien zu steigern. Den ersten Prototypen stellte das Unternehmen 2005 fertig und brachte ihn kurz darauf auf den Markt. 2009 brachte das Unternehmen eine weiterentwickelte Generation heraus. Mit dem Crossbar Feeder B ist darüber hinaus heute eine noch kompaktere Variante erhältlich.
Der Pressenabstand hat sich mit der Weiterentwicklung von 6600 Millimeter beim ersten Modell über 5200 Millimeter bei der zweiten Variante bis auf 4700 Millimeter bei dem kleinsten Gerät verringert. Da der Crossbar Feeder ein mittig eingreifendes System ist, lassen sich die Pressen kompakter bauen. Die Materialkosten beim Anlagenbau fallen dadurch geringer aus. Die Ausbringungsleistung und die Taktraten haben sich bei den neuen Modellen deutlich gesteigert. Gleichzeitig arbeiten die Maschinen energieeffizienter als zuvor. Die zweite Generation des Crossbar Feeder bietet sieben Freiheitsgrade, drei Rotations- und vier Linearachsen bei einer sehr steifen und kurzen Kompaktbauweise.
Kooperation seit dem ersten Prototypen
Die Zusammenarbeit mit Nabtesco hat Schuler im Jahr 2004 in der Entwicklungsphase des ersten Prototypen begonnen. Wurden in den ersten Modellen des Crossbar Feeders lediglich Getriebe der Baureihen RV-F und RV-E verbaut, kommt in den Armachsen der neuesten Generation zusätzlich die RV-N-Serie zum Einsatz. Nabtesco-Getriebe in zykloider Bauweise haben sich auch bei vielen Roboterherstellern etabliert und sind in zahlreichen Anwendungen weltweit im Gebrauch.
Die RV-N-Getriebe weisen eine kompakte, leichte Bauform auf und bieten eine hohe Positioniergenauigkeit, Steifigkeit und Leistungsdichte. Ein wichtiger Vorteil beim Einsatz in den langen Armen des Crossbar Feeder ist zudem das geringe Spiel der Zykloidgetriebe von unter einer Winkelminute – selbst bei hohen Belastungen. Die für Zykloidgetriebe typische Kraftübertragung über Rollen ohne Zahnräder sorgt für einen hohen Wirkungsgrad sowie schnelle und präzise Positionierbewegungen mit hohen Traglasten ohne Nachschwingen. Dies ermöglicht eine hohe Wiederhol- und Bahngenauigkeit. Die rollende Reibung aller an der Kraftübertragung beteiligten Elemente garantiert zudem ein sehr geringes Losbrechmoment.
Die verschleißarmen Präzisionsgetriebe mit integrierten Schrägkugellagern können auch dank ihrer überdurchschnittlich hohen Lebensdauer bei Schuler punkten. Denn die Getriebe von Nabtesco sind im Presswerk sehr hohen Belastungen wie hohen Umgebungs- und Betriebstemperaturen, Stößen und Vibrationen ausgesetzt – und das bei hohen Taktraten sowie einer Einschaltdauer rund um die Uhr. Eine hohe Schockbelastbarkeit bis zum Fünffachen des Nennmoments sorgt dabei für hohe Sicherheitsreserven und eine lange Lebensdauer der Präzisionsgetriebe. Oft werden bei den schnellen Bewegungen des Crossbar Feeders auch maximale Drehmomente der RV-N-Getriebe erreicht. „Wir arbeiten mit dem Crossbar Feeder in Grenzbereichen, was die Geschwindigkeit und die Belastung angeht. Damit können wir uns vom Wettbewerb abheben“, erklärt Lenhardt. „Bisher sind wir von Nabtesco nicht enttäuscht worden, da die Getriebe die angegebenen Katalogwerte oft sogar überschreiten“, sagt Lenhardt weiter. Auch die einfache und schnelle Wartung der Getriebe überzeugte den Pressenbauer. Dadurch lassen sich Stillstandzeiten der Anlage minimieren.
Durch ihre hohe MTBF (Mean Time Between Failures) stellen die Nabtesco-Getriebe generell eine qualitativ und wirtschaftlich sinnvolle Option für Positionier-, Handling- und Montageaufgaben in der Automobilfertigung dar. „Nabtesco hat sich vor allem durch die gute Beratung in unserem Haus ein großes Vertrauen aufgebaut“, lobt Lenhardt den internationalen Getriebespezialisten. Ein weiterer Pluspunkt der RV-N-Getriebe bestehe darin, dass sie nach Kundenanforderung modular angepasst werden können. Wie Lenhardt erklärt, will Schuler daher auch bei zukünftigen Neuentwicklungen im Bereich Crossbar Feeder wieder auf Nabtesco-Getriebe zurückgreifen.
Hintergrundwissen
Schuler Pressen
Schuler mit Stammsitz in Göppingen gilt als derzeit größter internationaler Hersteller von Pressen. Das Unternehmen kann als Innovations-, Technologie- und Weltmarktführer in der Umformtechnik auf eine lange Erfolgsgeschichte im Bau von Pressen für die Automobilindustrie zurückblicken. Die Anfänge der Firma, die heute Teil des Andritz-Konzerns ist, gehen auf das Jahr 1839 zurück. Damals übernahm Ludwig Schuler die örtliche Dorfschlosserei seines Vaters in Göppingen. In der darauffolgenden Zeit stellte er sie auf die Produktion von Blechbearbeitungsmaschinen um. Im Jahr 1900 baute das Unternehmen die erste Transferpresse der Welt und verkaufte 24 Jahre später die erste Karosseriepresse für die Massenfertigung an Opel. In der zweiten Hälfte des vergangenen Jahrhunderts setzten immer mehr Automobilhersteller und Zulieferer auf die Schuler-Umformtechnik. Schuler brachte ständig neue Patente, Verfahren und Pressen auf den Markt, darunter eine Großteil-Transferpresse, eine Crossbar-Transferpresse mit Saugertechnik und schließlich den ersten Crossbar Feeder für die Pressenautomation. Dieser erzielt heute eine so hohe Ausbringungsleistung wie keine vergleichbare Maschine auf dem Markt.
