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O+P Fluidtechnik 1-2/2021

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O+P Fluidtechnik 1-2/2021

PRESSTECHNIK PRÄZISE

PRESSTECHNIK PRÄZISE PRESSENANTRIEBE FÜR DIE FLEXIBLE FERTIGUNG Ein Automotive-Zulieferer modernisiert für die Produktion neuer Abgasrückführungs- und Rückschlagventile seine Fertigungslinie. Die integrierten Pressensysteme mit pneumohydraulischem oder elektrischem Antrieb erlauben kurze Umrüstbauzeiten sowie präzise Montageabläufe. In der Europäischen Union gelten seit Kurzem mit der Euro-VI- Norm deutlich strengere Abgasvorschriften für Lastkraftwagen. Ziel ist es, den Güterverkehr auf europäischen Straßen emissionsärmer und umweltverträglicher zu machen. LKW-Hersteller müssen dafür ihre Motoren entsprechend anpassen, um den Schadstoffausstoß zu reduzieren. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Abgasrückführung (AGR): Bei diesem Verfahren wird ein Teil des Abgases der Ansaugluft wieder zugemischt. Dies senkt den Sauerstoffanteil im Kraftstoff-Luft-Gemisch sowie die Verbrennungstemperatur in den Zylindern. Das Ergebnis sind weniger Stickoxid- (NO x )-Emissionen im Abgas. Ein zentrales Bauteil der Abgasrückführung ist das sogenannte AGR-Ventil. Es ist in ein Bypass-Gehäuse integriert, in dem eine angetriebene Klappe das Gas zurück in die Verbrennungskammer leitet. Ein separates Rückschlagventil verhindert, dass Luft aus dem Motor durch das AGR-Ventil in den Bypass zurückströmt. Die Berliner Pierburg GmbH, ein Tochterunternehmen des Automobilzulieferers Rheinmetall Automotive AG, produziert diese beiden Ventiltypen für einen LKW-Hersteller auf einer kombinierten Fertigungslinie. Kurze Umrüstzeiten sind dabei von großer Bedeutung, damit der Spezialist flexibel auf den jeweiligen Bedarf reagieren kann. Ein fließender, halbautomatischer Umrüstprozess sorgt dafür, dass dieser Vorgang nicht mehr als neun Minuten in Anspruch nimmt. PRODUKTE UND ANWENDUNGEN FERTIGUNGSLINIE MIT HOHEM GENAUIGKEITSANSPRUCH Verantwortlich für die Entwicklung der Fertigungslinie war das niederländische Familienunternehmen Manders Automation. Die AGR- und Rückschlagventile werden aus vorgefertigten Unterbaugruppen hergestellt. Um die Vorgabe kurzer Umrüstzeiten zu realisieren, stattete der Automatisierunsspezialist die Linie mit fest zugeordneten Bearbeitungsstationen und Robotern mit automatisierten Greiferwechselsystemen aus. Weitaus komplizierter gestaltete sich die Einhaltung der geforderten Genauigkeit, mit der unter anderem die Lagerbuchsen in das Ventilgehäuse gepresst werden müssen. „Die Maschinen mussten nicht nur äußerst präzise arbeiten und sämtliche Prozessdaten erfassen und speichern, sondern auch Verformungen der Ventilgehäuse und des Pressenrahmens von vornherein ausschließen“, erklärt Rudy Ehren, Technischer Projektmanager bei Manders Automation. Eine Lösung fand das Unternehmen bei Tox Pressotechnik, einem familiengeführten Betrieb mit Sitz im baden-württembergischen Weingarten, das Pressenantriebe für unterschiedliche industrielle Anwendungen anfertigt. 36 O+P Fluidtechnik 2021/01-02 www.oup-fluidtechnik.de

PRESSTECHNIK 01 01 Für die Produktion von Abgasrückführungs- und Rückschlagventilen als Automotive-Komponente ist eine flexible Fertigungslinie mit kurzen Umrüstbauzeiten eingerichtet worden 02 Nach dem Aufheizen der Lagerbuchse befestigt die Presse den Ventilschaft mit exakt kontrolliertem Vorschub EIN MESSGERÄT ÜBERPRÜFT DIE EINPRESSKRÄFTE Zum Einsatz kommen in der neuen Fertigungslinie von Pierburg sowohl der Tox-Electric Drive als auch das Tox-Kraftpaket: Insgesamt drei der plug-and-play-fähigen elektrischen Servoantriebe und ein pneumohydraulischer Antrieb sind in die Anlage integriert. Die Lagerbuchsen der AGR-Ventile müssen mit einer maximalen Toleranz von 0,05 mm in ihre Endposition eingepresst werden. Dies war jedoch nicht ohne weiteres möglich: „Der Ventilkörper und der Pressenrahmen verformen sich aufgrund der Einpresskräfte minimal. Das galt es zu verhindern“, beschreibt Ehren. Ein Spanndorn kam als Lösung nicht in Frage, da sich dieser entfernen lassen müsste, ohne die Lagerbuchsen zu beschädigen. Das war bei einem Kraftaufwand von 10 kN nicht umzusetzen. Auch eine geteilte Schablone wäre eine Option gewesen, um den Dorn ohne Kraft herauszuziehen, sei aber auch sehr komplex umzusetzen. „Stattdessen haben wir ein externes Messgerät zwischen den beiden Buchsen angebracht, welches deren Position während der Pressung aufzeichnet. Dadurch können wir jede Verformung exakt messen und über die Software entsprechend gegensteuern.“ Die externe Messung ermöglicht es, jegliche Verformung des Ventilkörpers oder des Rahmens auszuschließen und die Bauteile genau zu positionieren. Für eine exakte Regelung der Presse sendet das Messgerät seine Daten an das Tox-Steuerungssystem. Da sich das Material der Ventilkörper während des Pressvorgangs auch verbiegt, ist dieses System besonders wichtig. „Wir müssen die Geschwindigkeit und die Kraft genau überwachen“, betont Ehren. Hinzu kommt, dass alle relevanten Daten des Pressvorgangs automatisch aufgezeichnet werden. Die rückverfolgbare Fertigung bietet weitere Möglichkeiten für die Qualitätssicherung. PRESSEN ARBEITEN NACH GESCHWINDIGKEITSVORGABEN Bei der Produktion der AGR-Ventile wird eine spezielle Lagerbuchse induktiv aufgeheizt. Eine Tox-Presse bringt daraufhin in exakt kontrollierbarer Geschwindigkeit einen Ventilschaft in die benötigte Position. Dieser wird anschließend erneut gepresst, wobei die Position des Schafts sowie die Presskraft gemessen werden. Am Ende der Linie befindet sich eine Kontrollstation, die jedes Ventil auf seine Dichtheit hin überprüft und ein Label anbringt, mit dem sich jedes einzelne Bauteil rückverfolgen lässt. Die Zusammenarbeit mit Tox Pressotechnik nahm Manders Automation aus den Niederlanden als eng und unkompliziert wahr. „Sogar in den Ferienzeiten haben wir auf unsere Fragen immer schnell eine Antwort bekommen.“ Für den Automationsspezialisten ist diese Flexibilität ein entscheidendes Kriterium, z. B. wenn es darum geht, komplette Produktionslinien unter großem Zeitdruck zu realisieren. „Gerade in der Automotive-Industrie zahlt sich Schnelligkeit aus“, resümiert Ehren. Fotos: Tox Pressotechnik www.tox-pressotechnik.com 02 www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2021/01-02 37

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