Mein Ansprechpartner
Standort auswählen

Nach Eingabe Ihrer Postleitzahl nennen wir Ihnen sofort Ihren persönlichen igus® Berater.

Hohes Tempo, ruhiger Lauf

Energie- und Signalzuführung bei Portalladern

Die Gehring Gruppe gilt weltweit als Spezialist für Transferstraßen, mit denen Motorblöcke hochpräzise bearbeitet werden. Das Unternehmen hat ein modulares System von Portalen entwickelt, mit denen z.B. Kurbelgehäuse von einer Bearbeitungsstation zur nächsten gefördert werden – mit hohem Tempo. Bei der Energiezuführung setzt Gehring auf besonders „schnelle“ und laufruhige Energieketten – und auf konfektionierte, einbaufertige Leitungssätze von igus.
Das Honen von Präzisionsbohrungen gehört zu den Kernkompetenzen der Gehring Gruppe mit Hauptsitz in Ostfildern. Zu den Anlagen, die am Fertigungsstandort Naumburg/ Thüringen produziert werden, gehören Sonder-Horizontalmaschinen für Bohrungen bis 15 Metern und Transferstraßen für die Fertigung von Motorblöcken. In diesem anspruchsvollen Bereich der Präzisionsbearbeitung gehört Gehring weltweit zu den internationalen Marktführern.

Hochpräzise Bearbeitung bei kurzen Taktzeiten

Die Automobilhersteller ordern bei Gehring typischerweise immer ein „Set“ von Maschinen zur Bearbeitung der bis zu 120 Kilogramm schweren Kurbelgehäuse: größere für das Honen der Kurbelwellenbohrung und deutlich kleinere für die (meistens drei bis sechs) Zylinderbohrungen. Die Maschinen übernehmen nicht nur das Honen, sondern auch weitere Arbeitsschritte wie das Auskübeln von Kühlschmierstoffresten und das Reinigen. Sie arbeiten mit hohem Durchsatz – die Taktzeiten liegen fast immer bei unter einer Minute, im Extremfall sogar unter 30 Sekunden – und müssen hohe Anforderungen an die Verfügbarkeit erfüllen, denn die Produktion erfolgt im 24/7-Betrieb.

Trend geht zur modularen Bauweise

Das Layout dieser Transferstraßen hat sich in den vergangenen Jahren grundsätzlich geändert. Dipl.-Ing. Gerhard Hohmann, Leiter der Konstruktion: „Ursprünglich haben wir klassische Transferlinien gebaut, bei denen der Transport von einer Station zur nächsten im Gleichtakt über Rollenförderbänder erfolgte. Heute wünschen die Anwender aber größere Flexibilität. Die Motoren werden kleiner, die Produktlebenszyklen kürzer. Deshalb bauen wir nun einzelne Maschinenmodule, die über Portallader verbunden sind.“ Das bietet den Vorteil, dass einzelne Module z.B. bei Modellwechseln ausgetauscht werden können – oder dass der Automobilhersteller verschiedene Kurbelgehäuse auf ein und derselben Linie bearbeiten kann.

Automation: Portale aus eigener Fertigung

Um die Fertigungstiefe zu steigern und komplette Anlagen aus einer Hand liefern zu können, hat Gehring 2014 begonnen, das Geschäftsfeld „Automation“ aufzubauen. Gerhard Hohmann: „Zuerst haben wir Rollenbänder und Scharnierbandförderer entwickelt und gefertigt, 2014 dann eine erste kleine Portalanlage.“
Inzwischen ist ein Baukastensystem für Portale entstanden, das die Kombination verschiedener Schlitten, Vertikalachsen, Beladesysteme und Greifer ermöglicht. Auch die Taktzeit und die Anzahl der Module, die beschickt werden, sind variabel.

Keine bewegliche Leitungsführung ohne Energiekette
Bei der Wahl der Energiezuführung für die Portale konnten die Gehring-Konstrukteure auf eine bewährte Lösung zurückgreifen. Gerhard Hohmann: „Wir setzen in unseren Honmaschinen Energieketten von igus ein. Bewegliche Energiezuführungen ohne Kette gibt es bei uns nicht.“ Die Ketten werden als readychain fertig konfektioniert bezogen: „Wir geben die nötigen Konstruktionsdaten an igus, wo die Kette ausgelegt, gefertigt, bestückt, konfektioniert und einbaufertig ausgeliefert wird.“

Herausforderung: Energiezuführung für 33 Meter langes Portal
Dieses Prinzip gilt auch für die Portale – allerdings in größeren Dimensionen. Eine Modulmaschine für das Honen der Kurbelwellenbohrung kann (einschließlich Nachmesseinrichtung und Kennzeichnung) bis zu 8 Meter lang sein. Die Zylindermodule beanspruchen 2,60 Meter und aus Gründen der Zugänglichkeit benötigt man jeweils 3 Meter Zwischenraum. Das heißt: Die bisher gefertigten Portale – und damit die Verfahrwege der Energiekette – sind 20 bis 33 Meter lang. Auch die Beanspruchung ist beeindruckend: Bei einem aktuellen Projekt verfährt das Portal mit 3 m/s und einer Beschleunigung von 7 m/s2. Es wurden aber auch schon Portale für 10 m/s gebaut, die in einem Crashprüfstand verwendet werden.

readychain

Bei den modularen Honmaschinen von Gehring kommen prinzipiell Energieketten zum Einsatz – in allen beweglichen Achsen.

 
Energiekette: Hohes Tempo, ruhiger Lauf, sichere Führung

Diese Kombination aus Verfahrweg, Geschwindigkeit und Lebensdauer (zehn Jahre sind gefordert) lassen sich mit einer gleitenden Kette nicht erreichen – und eine typische Rollenenergiekette würde bei dem Tempo laute Geräusche und Vibrationen erzeugen. Deshalb empfahl igus den Einsatz der Profilrollenkette der Serie P4. Bei ihr laufen die Rollen von Ober- und Untertrum nicht übereinander ab, sondern versetzt auf einer durchgängigen, breiten Rollfläche. Das schafft die Voraussetzung für einen ruhigen, gleichmäßigen Lauf auch bei langen Wegen (bis zu 800 m Verfahrweg). Auch die gleiche Teilung aller Kettenglieder (mit und ohne Rolle) trägt zum ruhigen Lauf bei. Die autoglide Stege sorgen dabei für eine sichere Führung, zugleich wird die nötige Antriebsleistung deutlich reduziert. Und die Lebensdauer ist die höchste aller Energieketten im igus Programm.

P4 Rollenenergiekette

Blick auf die Z-Achse des Portals mit P4 Rollenenergiekette.

 
autoglide Stege der Profil-Rollenkette

Gut zu sehen: Die autoglide Stege der Profil-Rollenkette.

 
Komplettsystem für die Energie- und Signalzuführung

Gehring bezieht von igus das komplette System einschließlich der eigens für das P4-System entwickelten Führungsrinne – und die Ketten sind auch bei den Portalen bereits einbaufertig als readychain bestückt und konfektioniert. Die gegenläufige Anordnung der Ketten benötigt nur eine Rinne, in der beide Energieketten spiegelbildlich laufen. Bei der Energiezuführung vom Portal, d.h. der X-Achse, zu den Ladern (Z-Achse) kommt, wie bei solchen Anwendungen bewährt, eine Kette aus dem E4.1-Programm zum Einsatz. Hier sorgt besonders der Hintergriff für eine deutliche Seitenstabilität im Vergleich zu herkömmlichen Systemen.

Die chainflex Leitungen, die in den Energieketten zum Einsatz kommen, wurden von Grund auf für bewegliche Anwendungen entwickelt. Gehring verwendet für die kritischeren, d.h. schnellen, X-Achsen die Servoleitungs-Serie CF27, die sich u.a. durch einen zusätzlichen druckextrudierten TPE-Innenmantel auszeichnen. Für diese Leitungen gibt igus eine Garantie von 10 Millionen Zyklen oder 36 Monaten. Für die Datenübertragung kommen Leitungen der Serie CF113 zum Einsatz, deren erwartete Lebensdauer sogar im konkreten Fall bei 20 Millionen Zyklen liegt.

X-Achse des Portalladers

Auch an der X-Achse des Portalladers kommen igus-Energieketten zum Einsatz.

 

Bei der Auswahl der (Steck-)Verbindungen haben die igus Experten Empfehlungen gegeben, wobei zu beachten war, dass die Automobilindustrie prinzipiell zwischengesteckte Ketten bevorzugt. Ein weiterer Vorteil, den die Zusammenarbeit mit igus aus Sicht von Gehring bringt: Der weltweite Bezug von Komponenten ist problemlos. Beim ersten Großprojekt – einem Portal für ein chinesisches Motorenwerk von General Motors – war auch die igus Landesgesellschaft in China involviert. Die Kette ist hier gegenläufig angebracht.

Guter Start mit neuer Produktlinie Aus Sicht von Gehring ist mit dem eigenen Geschäftsfeld der Automationstechnik ein guter Start gelungen. Gerhard Hohmann: „Wir haben eine modulare Lösung, die allen Anforderungen gerecht wird und auch eine sehr hohe Zuverlässigkeit erreicht.“ Das haben die ersten Portale bereits unter Beweis gestellt. Auch das 33 Meter-Portal bewährt sich inzwischen beim Anwender. Von igus fühlt sich Gehring im gesamten Engineering-Prozess gut unterstützt. Die Energiezuführung von igus trägt ihren Teil zur hohen Verfügbarkeit des Portals bei – im Dreischichtbetrieb bei 160 Hüben pro Stunde.
 

Hier geht es zu den eingesetzten Produkten
Weitere interessante Anwendungen aus den verschiedensten Bereichen finden Sie hier