In der Regel arbeiten Kugelkäfig-Stanzautomaten mit einem Schwungradantrieb. Die Schnittgeschwindigkeit und Ausbringmenge, aber auch die Oberflächenqualität im Schnittbereich sind hierbei jedoch vergleichsweise gering. Außerdem geht die Herstellung unterschiedlicher Käfigvarianten mit regelmäßigen Werkzeugwechseln einher, was entsprechende Rüst- und Stillstandzeiten nach sich zieht.

Servoantrieb gibt den Takt vor

Eine Lösung für diese Problematik bietet der Maschinenbauer Karl Klink mit dem Stanzautomaten „RT-HLKK1000“. Ausgestattet mit einem Servomotor, ermöglicht er eine Reduzierung der Taktzeit auf 7,3 s pro Stück. Zugleich lassen sich mit dem Automaten höhere Schnittgüten erzielen sowie Nachbearbeitungen, Kosten und Zeit reduzieren. Mit einen durchdachten Rüstkonzept hat Klink vor allem auch die Dauer eines Werkzeugwechsels von mehreren Stunden auf 30 min gesenkt.

„Kugelkäfige werden in mehr als 80 Ausführungen hergestellt. Varianten mit niedriger Stückzahl und Losgrößen lagern die Automobilhersteller häufig an Zulieferer aus“, berichtet Robert Keller, Leiter Stanztechnik bei Klink. „Diese Unternehmen müssen mehrmals täglich einen Werkzeugwechsel vornehmen. Außerdem bedingt der zumeist eingesetzte Schwungradantrieb eine starre Stößelkinematik, wodurch Schnittqualität und Ausbringungsmenge vergleichsweise niedrig ausfallen.“

Flexibel mit zwei Stationen arbeiten

Aufmerksam auf diese Problematik hatte Klink vor Jahren ein Automobilzulieferer gemacht. Ausgehend von diesem Feedback entwickelte der Maschinenbauer den RT-HLKK1000, der auf einem 2015 vorgestellten Prototypen basiert und seither kontinuierlich weiterentwickelt wurde. Die Anlage verfügt über zwei Bearbeitungsstationen, mit denen sich verschiedene Varianten beidseitig zuführen und unabhängig voneinander, parallel bearbeiten lassen. Möglich ist auch, Kugelkäfige einer beliebigen Seite zuzuführen und zu stanzen, um sie dann auf der zweiten Station nachzuschneiden. Die zugehörigen Parameter werden an jeder Station separat über die Steuerung eingestellt. Eine 100-prozentige Teilekontrolle vermisst und korrigiert selbstständig die Lage der Käfige im Zu- und Ablauf; Falsch- und NIO-Teile werden automatisch ausgeschleust.

Bei Kugelkäfigen mit sechs Fenstern werden inklusive Vor- und Nachschneiden Taktzeiten von 7,3 s erreicht, bei 8-Fenster-Käfigen ohne Nachschneiden sind es bei zweiseitiger Zuführung 4,1 s – eine vergleichbare Anlage bisheriger Bauart benötigt für den Stanzvorgang mehr als 10 s. „Dadurch kann die Produktivität schlussendlich um mehr als 40 % erhöht werden“, berichtet Keller. Dank des verbauten Servomotors ließ sich aber nicht nur die Schnittgeschwindigkeit deutlich erhöhen, sondern auch die Schnittgüte verbessern.

Optimiertes Rüstkonzept

Ein weiteres Ziel von Klink war es, den Stanzautomaten so zu konstruieren, dass der Kugelkäfighersteller möglichst flexibel auf alle Auftragsszenarien reagieren kann. Fertigen lassen sich nun Käfige mit Außendurchmessern von 45 bis 120 mm; ebenso sind die Anzahl der Fenster sowie die Lagekorrektur pro Fenster frei programmierbar, was die Herstellung zahlreicher Varianten zulässt.

Um die Rüstzeiten zu verkürzen, verlegte Klink den Rüstvorgang aus dem Arbeitsraum der Maschine an einen externen Platz. Der Transport dorthin erfolgt mit einem Werkzeugwechselwagen. Am Rüstplatz lassen sich fast alle Parameter bequem einstellen – auch Hydraulikfunktionen sind bei Bedarf verfügbar, zum Beispiel, um den Schnittspalt einzustellen. „Das Werkzeug für den Folgeauftrag kann so bei laufender Produktion gerüstet werden“, verdeutlicht Keller. „Zur Rüstzeitverkürzung trägt weiterhin bei, dass Schneidstempel und -halter bei eingebautem Stanzwerkzeug getauscht werden können. Nicht zuletzt lassen sich die Wechselzeiten durch die verbesserte Zugänglichkeit verringern.“

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