DUNKES – Erfahrung, auf die ich mich
verlassen kann

  • Pressenstabilität
  • Hohe Verfügbarkeit der Pressen
  • Kernkompetenzen im Pressenbau
  • Zuverlässige und robuste Pressentechnologie

Montagelinie für Getriebewellen

Pressenanlage automatisiert das Aufpressen von Zahnrädern auf Getriebewellen

Eine störungsfreie Fertigmontage im Getriebebau setzt das taktgerechte Bereitstellen der vormontierten Getriebewellen voraus. Deren funktions- und qualitätsbestimmende Aufgaben stellen besonders beim Aufpressen der Zahnräder hohe Anforderungen an die verschiedenen Arbeitsgänge. Um hier die notwendige Sicherheit zu gewährleisten und die vorgegebenen Belastungs- und Genauigkeitswerte einhalten zu können, setzt ein namhafter Getriebebauer auf einen automatischen Arbeitsablauf und die feinfühlige Steuerung von hydraulischen Pressen.

 

Auch im Bereich der Umform- und Fügetechnik werden die Bearbeitungsmaschinen aus Kosten- und Rationalisierungsgründen immer mehr in einen automatischen Ablauf eingebunden. Aus diesem Grund hat die Fa. Dunkes, Hersteller von hydraulischen Pressen und Nietmaschinen, schon frühzeitig ihr Leistungsangebot um aufgabenorientierte Automatisierungs- und Handhabungslösungen erweitert. Der Kunde kann nicht nur auf hochwertige Maschinen neuester Technik bauen, sondern er erhält ein auf seinen Bedarfsfall zugeschnittenes Automatisierungskonzept, das sich durch die modulare Bauweise der Grundelemente schnell und preiswert umsetzen lässt und das dank der mittelständischen Struktur des Kirchheimer Maschinen- und Anlagenbauers kurze Kommunikations- und Entscheidungswege sichert und damit ein flexibles, kosten- und zeitoptimiertes Arbeiten ermöglicht.

 

Diese technischen und organisatorischen Stärken nutzte das Joint-venture eines Automobilherstellers und eines Getriebebauers bei der Automatisierung der Getriebewellenmontage. In dem taktzeit- und qualitätsbestimmendem Teilbereich der Fertigung musste das Aufpressen von jeweils drei Zahnrädern auf unterschiedliche Getriebewellen, einschließlich der notwendigen Zusatz- und Kontrollarbeiten, neu organisiert und automatisiert werden. Fa. Dunkes empfahl für diese Aufgabe zwei hydraulische Pressen, ausgerüstet mit aufgabenorientierten Fertigungs- und Kontrolleinrichtungen und eingebunden in den kontinuierlichen Materialfluss eines Segmentförderers. Dabei wurden schon im planerischen Vorfeld hohe Ansprüche an die Flexibilität und das Know-how des Anbieters gestellt. Denn laut Pflichtenheft war die Anlage so zu konzipieren, dass, ausgehend von einer manuellen Beschickung und Entnahme, zu einem späteren Zeitpunkt ein schrittweiser Übergang in den automatischen Ablauf ermöglicht werden konnte.

 

Standardprodukte kombiniert mit Sonderlösungen

Aus dem umfangreichen Programm des schwäbischen Maschinenbauers erfüllten die hydraulischen Einständerpressen HZ 10 und HZ 16 mit Presskräften von 100 kN und 160 kN die fügetechnischen Voraussetzungen. Jede Presse ist an der inneren Schmalseite einer rechteckig aufgebauten Montagelinie platziert, dadurch bieten beide Linien ausreichende Zugangsmöglichkeiten für die in der Anfangsphase gewählte manuelle Bedienung und die spätere Installation der verschiedenen Automatisierungseinrichtungen. Die Werkstückzufuhr erfolgt über ein Segmentband mit 25 von Dunkes entwickelten Werkstückträgern mit Wechseleinsätzen für die verschiedenen Wellenformen. Im Bereich der Pressenarbeitsräume heben hydraulisch gesteuerte Keilschieber die Werkzeugträger an, um die senkrecht stehenden Wellen in einer genau definierten Ausgangslage zu positionieren. In der um die Presse HZ 10 aufgebauten Transportanlage legt der Bediener zu Beginn des Montageprozesses jeweils eine Welle und ein Zahnrad in den Werkstückträger. Nach dem automatisch ablaufenden Aufpressen übergibt er die Welle der Werkstückaufnahme einer Schweißstation, wo die Pressverbindung Zahnrad/Welle durch eine Laserschweißung gesichert wird. Anwesenheit und Qualität der Verbindung prüft eine CCD-Kamera. Für die weitere Bearbeitung dreht der Bediener das Teil um 180° und setzt es in einer Werkzeugaufnahme der zweiten Montageanlage mit der Presse Typ HZ 16 ab. Bei dieser Anlage ist die Montage der Zahnräder bereits automatisiert. Ein Handlinggerät entnimmt das Zahnrad einem Vorratsbehälter und legt es auf die direkt unter dem Pressestempel positionierte Welle. Nach dem Aufpressen wird bei gleichbleibender Wellenposition das dritte Zahnrad automatisch aufgelegt und aufgepresst. Die nun mit drei Zahnrädern bestückte Welle wird aus dem Arbeitsraum getaktet, vom Bediener entnommen und zum Weitertransport für die Endmontage abgelegt.

 

Steuerung mit Einpresskontrolle

Beide hydraulischen Pressen sind mit einer frei programmierbaren NC-Steuerung ausgestattet. Dadurch lassen sich die Hubbewegungen, Presskräfte, Eilgang- und Pressgeschwindigkeiten ohne großen Aufwand den von der jeweiligen Welle abhängigen Werten anpassen. Entscheidend für die 100%-Prüfung ist jedoch die Einpresskontrolle. Eine Kraft-Weg-Messeinrichtung prüft in Abhängigkeit vom Aufpressweg ob die Presskräfte innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegen. Beim Überschreiten der Grenzwerte wird eine Fehlermeldung angezeigt und der Fertigungsprozess unterbrochen. Fehlerhafte Teile müssen nun nicht an anderer Stelle einen aufwändigen Korrekturprozess durchlaufen sondern sie können an Ort und Stelle nachgearbeitet werden. Dazu stellt sie der Bediener in einen speziellen Werkstückträger und steuert diesen in den Arbeitsraum der Presse HZ 16. Dort lassen sich die Zahnräder mit einer Vorrichtung von der Welle wieder abdrücken. Dieser Korrekturvorgang kann sofort nach der Fehlermeldung oder zu einem späteren Zeitpunkt ohne Auswirkungen auf die Taktzeiten durchgeführt werden.

 

Flexible Taktzeitoptimierung

Mit den vorwiegend manuell beschickten Montageanlagen wurden bereits nach kurzer Betriebszeit Taktzeiten von 15 bis 30 Sekunden gefahren. Diese deutlich unter den Vorgaben liegenden Zeiten werden mit dem fortschreitenden Automatisierungsgrad der Montagelinie und des Teilehandlings weiter verbessert und dabei immer weniger vom Bedienpersonal abhängig. Damit kommt der Anwender auch seinem Ziel, der vollautomatischen Montage von Getriebewellen, immer näher. Von Dunkes wurden die Voraussetzungen für die schrittweise Erhöhung des Automatisierungsgrades geschaffen. Trotz der extrem kurzen Installationszeit, von der Auftragserteilung bis zur Auslieferung vergingen nur 8 Monate, ist das Anlagenkonzept mit seinen verschiedenen Schnittstellen so ausgelegt, dass auf Änderungen im Fertigungsablauf des Auftraggebers flexibel reagiert werden kann.

Die in Werkzeugträgern aufgenommenen Getriebewellen gelangen über ein Förderband in den Arbeitsraum der hydraulischen Presse. Dort werden die Zahnräder aufgepresst. Die links am Pressenständer montierte Beschickungseinrichtung entnimmt die Zahnräder einem Vorratsbehälter und positioniert sie auf dem Wellenstummel.
Kontrolle der Laser-Schweißnaht an der Verbindungsstelle Welle/Zahnrad. Während der halbautomatischen Wellenmontage werden bestimmte Zahnräder auf der vorderen Aufnahme des Werkzeugträgers manuell positioniert und dann von der Beschickungseinrichtung entnommen.
Umlaufendes Förderband mit Werkzeugträgern und vormontierten Wellen in Wartestellung. In der Pressenmitte ist links am Förderband der Keilschieber zum Anheben der Werkzeugträger sichtbar.