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Eine Prüfung der schmierfreien Art

Spindellineartisch von igus® kommt in Biegeprüfvorrichtung für Schweißnähte zum Einsatz

Im Rahmen eines Praxisprojektes haben Auszubildende des Unternehmens Munsch Kunststoff-Schweißtechnik GmbH eigenständig eine Biegeprüfvorrichtung für Schweißnähte konstruiert und gebaut. Für das Bewegungsprofil setzen sie dabei auf einen schmierfreien Spindel-Lineartisch und eine Linearführung der Firma igus®, die jeweils in Losgröße 1 einbaufertig nach eingehender Beratung vor Ort geliefert wird. Das Prüfwerkzeug funktioniert so gut, dass es jetzt in Serie geht.

Zwei Industriekaufleute, vier Zerspanungsmechaniker und je ein technischer Zeichner und Industriemechaniker bildeten ein Team. Dieses sollte im Rahmen ihrer Ausbildung beim Unternehmen Munsch Kunststoff-Schweißtechnik GmbH in Ransbach-Baumbach eine Biegeprüfvorrichtung konstruieren, die die Qualität einer Kunststoffschweißnaht nach der einschlägigen Verordnung, der DVS 2203-5, prüfen kann. Es handelt sich um eine zerstörende Prüfung, deren Messergebnisse protokolliert beziehungsweise dokumentiert werden müssen.

Hauptkriterien beim eigentlichen Messvorgang sind dabei zum einen die Positioniergenauigkeit und zum anderen die Spielfreiheit der Prüfvorrichtung. Außerdem sind die Themen Schmier- und Wartungsfreiheit, Robustheit sowie lange Lebensdauer der gesamten Maschine, die überwiegend auf Baustellen zum Einsatz kommen wird, besonders wichtig.

Biegeprüfvorrichtung

Mit dieser Maschine können Biegeproben bis zu einer Plattenstärke von 15 Millimetern oder einer Maximalkraft von 5.000 Newton mit einem Verfahrweg von bis zu 90 Millimetern gemacht werden.

 

Lineartechnik für vertikale und horizontale Positionierungen

Die Formatverstellung des Biegestempels realisiert ein Spindel-Lineartisch aus dem drylin® SHT-Programm von igus®. Dabei handelt es sich um eine schmierfreie Linearachse, die entweder mit Trapez- oder Steilgewinde oder Zahnriemen angetrieben wird. Von leichten Vollkunststoffeinheiten bis hin zu massiven Edelstahllösungen: der Anwender findet in dem umfassenden Sortiment im Baukastensystem eine passende Lösung, maßgeschneidert nach seinen Bedürfnissen. Bei allen Systemen ist die Hublänge frei wählbar und der Antrieb optional über Handrad oder Motor realisierbar. „Wir setzen komplett auf eine Standardlösung mit Trapezgewinde und Motor“, berichtet Marcel Keßler, Industriekaufmann bei Munsch. Er hat mittlerweile seine Ausbildung beendet und ist im Vertrieb für das Unternehmen tätig. Weitere technische Daten der Lineareinheit im Prüfgerät sind: Der Wellendurchmesser beträgt 12 Millimeter. Als Wellenwerkstoff kommt hartanodisiertes Aluminium zum Einsatz.

Schmiermittelfreier Spindellineartisch

Wartungs- und schmierfreier Spindellineartisch aus dem drylin® SHT-Standardprogramm und drylin® W-Linearführung für die vertikalen und horizontalen Bewegungen der Biegeprüfvorrichtung.

 

Die von der DVS vorgegebenen drei Stützweiten werden mit einer Linear-Führung realisiert. Bei der drylin® W handelt es sich um ein kostengünstiges vorkonfektioniertes System. Das Design erlaubt höchste Flexibilität bei der Konstruktion und eine einfache Montage durch den Einsatz von Einzel- oder Doppelschienen. Als Schienenmaterial wird ebenfalls hartanodisiertes Aluminium verwendet; es sorgt für beste Reib- und Verschleißergebnisse bei Profilführungen. Der Verzicht auf Schmierung macht das Profilführungssystem extrem schmutzunempfindlich. In der Biegeprüfvorrichtung beweist eine runde Doppelschiene mit Gehäuselager ihre Robustheit beim schnellen Arretieren und beim Aufnehmen der Kräfte der jeweiligen Kunststoffprüflinge.

drylin® W

Die drylin® W-Linearführung dient dazu, die von der Richtlinie vorgegebenen Stützabstände einzustellen.

 

Protokollierte Messergebnisse

„Wir verschweißen die unterschiedlichsten Kunststoffe“, erläutert Vertriebsleiter Georg Krebs. „Die Biegevorrichtung prüft die Qualität verschiedener Schweißnähte wie beispielsweise Extruder- oder Stumpfschweißnähte und zeichnet die Daten auf.“ Die Maschine kann – unabhängig vom Material – Biegeproben nach der DVS 2203-5 bis zu einer Plattenstärke von 15 Millimetern oder einer Maximalkraft von 5.000 Newton mit einem Verfahrweg von bis zu 90 Millimetern prüfen. Die Biegevorrichtung ist sowohl für den Werkstatt- als auch für den Baustellenbetrieb geeignet und mit knapp 29 Kilogramm auch gut transportabel. Die Prüfung der Proben erfolgt innerhalb der mitgelieferten Transportkiste, sodass die Vorrichtung gut vor Staub, Schmutz und Feuchtigkeit geschützt ist.

„Da die Messergebnisse protokolliert werden, spielen die Themen Positioniergenauigkeit und damit Spielfreiheit eine besonders wichtige Rolle“, so Georg Krebs. Dafür sorgt eine zusätzlich vorgespannte Gewindemutter aus SHT-Linearmodulen. Als Gleitwerkstoff wird hier der Werkstoff iglidur® J verwendet. Er weist die besten Ergebnisse in Bezug auf Reibwerte und Verschleiß mit einer Schiene aus hartanodisiertem Aluminium als Gegenlaufpartner auf. „Da auf einer Baustelle nicht immer die besten Bedingungen herrschen, waren außerdem die Schmier- und Wartungsfreiheit ein wichtiges Thema“, blickt der mittlerweile ausgelernte technische Zeichner, Lars Braunisch, zurück. „Die Maschine muss auch unter schwierigen Bedingungen funktionieren.“

Biegeprüfvorrichtung

Die beiden Linearführungen von igus® sind kundenspezifisch auf die Anforderungen der Biegeprüfvorrichtung ausgelegt.

 

Nach der einfachen Montage muss lediglich der Motor adaptiert werden, danach ist die Vorrichtung funktionsfähig. Durch die verwendeten Werkstoffe Aluminium und Kunststoff handelt es sich zum einen um ein besonders robustes und zum anderen um ein sehr leichtes System, das sich im Alltag bewährt. „Außerdem ist es wirtschaftlich“, erläutert der Konstrukteur, Dipl.-Ing. (FH) Bernd J. Wirtgen. „Polymergleitlager sind in Preis und Leistung nahezu unschlagbar. Aus diesem Grund kommen sie in einer Vielzahl unserer Produkte seit vielen Jahren zum Einsatz.“ Neben den beiden Linearführungen kommt in der Prüfvorrichtung außerdem noch eine Energiekette aus Kunststoff, neben schmierfreien Gleitlagern der zweite große Geschäftsbereich des motion plastics® Spezialisten igus®, bei der Druckmessung des Prüfstempels zum Einsatz.

Um größere Materialstärken prüfen zu können, wird an eine Erweiterung gedacht. Auch in diesem Fall ist eine weitere Zusammenarbeit mit dem Polymerspezialisten igus® angedacht.

Biegeprüfvorrichtung

Die beiden Linearführungen von igus® sind kundenspezifisch auf die Anforderungen der Biegeprüfvorrichtung ausgelegt.

 

Vielfältige Zielsetzungen

Am Anfang der Aufgabenstellung stand ein Pflichtenheft, in dem die Ziele festgelegt wurden. Dabei ging es nicht nur darum, ein anspruchsvolles Projekt zu stemmen, sondern auch ein Team zu bilden und die Zusammenarbeit im Unternehmen zu stärken. Außerdem mussten Außenkontakte aufgebaut und potenzielle Lieferanten ins Boot geholt werden.

Da sich beide Unternehmen kennen, hat sich eine Zusammenarbeit mit igus® sofort angeboten. „Der zuständige Außendienstmitarbeiter hat uns vor Ort besucht“, blickt Keßler zurück. „Gemeinsam haben wir uns anhand der technischen Vorgaben der Prüfvorrichtung eine entsprechende Lösung aus dem Lieferprogramm erarbeitet, als Musterteile bestellt und eingebaut.“ Nachdem schnell klar war, dass es funktioniert, sind die beiden Linearprodukte zunächst in Stückzahl 1 bestellt worden. Erstmals auf der Messe K im Jahr 2013 vorgestellt, steht die Biegeprüfvorrichtung den Kunden inzwischen am Markt zur Verfügung.

Munsch

Von links: Der technische Zeichner, Lars Braunisch, und der Industriekaufmann Marcel Keßler (beide Munsch) mit den beiden Linearprodukten von igus®, die in der Biegeprüfvorrichtung zum Einsatz kommen.

 
Munsch und igus®

Von links: Die drei ehemaligen Auszubildenden, die am Projekt beteiligt waren Nadine Küchler, Lars Braunisch, Marcel Keßler. Das Projekt betreut haben der Konstrukteur, Bernd J. Wirtgen, sowie der Vertriebsleiter Georg Krebs. Janpeter Dinstühler von igus® (ganz rechts) hat viele Tipps gegeben.

 

Alle am Projekt beteiligten Mitarbeiter bei Munsch haben mittlerweile ihre Ausbildung beendet und sind stolz auf ihr Ergebnis. „Speziell die Zusammenarbeit mit dem Unternehmen igus® war vollkommen unproblematisch. Wir sind als gleichberechtigte Partner behandelt und als Ansprechpartner von morgen wahrgenommen worden“, hebt Keßler abschließend einen wichtigen Punkt hervor.

Qualität geht vor Kosten

Der Name Munsch steht seit über 40 Jahren für Qualität und Zuverlässigkeit im Behälter- und Deponiebau. Einfaches Handling und ausgereiftes Design machen die Handschweißextruder zu einem professionellen und unkomplizierten Werkzeug zum Schweißen thermoplastischer Kunststoffe. Als führend in der Branche ist Munsch mit seinen gut 120 Mitarbeitern national und international vertreten. Seit einigen Jahren runden auch Heizkeil-Schweißmaschinen das Angebot ab. Die Entwicklung, Produktion und Prüfung der Produkte findet in Ransbach-Baumbach im Westerwald statt. Kompetente und individuelle Beratung und Service werden weltweit garantiert. „Wir zeichnen uns durch eine sehr hohe Fertigungstiefe aus“, sagt dazu der Vertriebsleiter, Georg Krebs. „Qualität geht vor Kosten. Unsere Geräte müssen auch unter schwierigen klimatischen Bedingungen funktionieren.“

Hier geht es zu den eingesetzten Produkten
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