Pneumatik-Spanner

Heißes High-Speed-Handling

Pneumatik-Spanner für Warmumformung. Weniger Karosserie-Gewicht und dennoch eine hohe Crashsicherheit – das wünschen sich Konstrukteure. Der Einsatz von warmumgeformten, hochfesten Stählen und Tailored-Blanks-Platinen im Fahrgestellbereich leistet hierzu einen Beitrag. Bilsing hat hierfür Greifsysteme.

PSB-20-WF Pneumatikspanner für Warmumformung. (Foto: Bilsing)

Derzeit werden rund 38 Prozent der Bauteile im Automobilbereich aus hochfesten Stählen gefertigt – Tendenz steigend. Beim Warmumformen werden die Platinen auf Temperaturen von 900 bis 1.000 Grad Celsius erhitzt und anschließend in einer speziellen Umformpresse in einem Schritt fertig geformt. Um die gewünschten Festigkeiten zu erreichen, wird das Umformwerkzeug gekühlt, um eine schnelle Abkühlrate des Werkstücks von mehr als 30 Kelvin pro Sekunde zu erreichen. Die fertig warmumgeformten Teile lassen sich mit Greifsystemen von Bilsing aus dem Pressenwerkzeug entnehmen. Der Klemmgreifer PSB-20, der sich auch bei der Kaltumformung schon bewährt hat, ist nun weiterentwickelt worden und legt die heißen Platinen zuverlässig in das Umformwerkzeug. Ziel der Weiterentwicklung war es, den Spanner so zu konditionieren, dass er bei den hohen Temperaturen die gleichen Klemmkräfte wie der PSB-20 Klemmgreifer für die Kaltumformung entfaltet. Dazu wurden zunächst Greiferbacken gesucht, die eine möglichst kleine Fläche der heißen Platine greifen. Die halbrunden Greifbacken realisieren die Aufnahme der Teile auf kleinster Fläche, die aber ausreicht, um die Platine mit der notwendigen Kraft aufzunehmen. Die Greifbacken bestehen aus einem hochlegierten Spezialstahl mit geringem Wärmeleitkoeffizient. Da es jedoch keine vollständige Wärmeisolierung gibt, hat Bilsing die Greifbacken durch verschiedene konstruktive Lösungen vom krafterzeugenden pneumatischen Kinematikteil thermisch getrennt. Die Strahlungswärme der glühendheißen Platinen wird durch Strahlbleche aus Edelstahl-Riffelblechen abgelenkt. Die Druckluft wird über Schläuche zugeführt, die Umgebungstemperaturen bis 170 Grad Celsius widerstehen. Die Anbindung der Schläuche an das Spannergehäuse erfolgt mit Edelstahl-Fittingen mit Hochtemperatur-Dichtungen. Die beweglichen Teile, die die Kraft an die Greiferfinger bringen, sind mit einem Film von Hochtemperatur-Schmierfetten umgeben. Durch die innere Druckluftführung kühlt die zu- und abgeführte Arbeitsdruckluft den Spanner im laufenden Betrieb.

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Die Kinematik im Inneren des Gehäuses hat Bilsing neu gestaltet. Das präzise gefertigte Gehäuse fungiert praktisch als Zylinder für die Kolbenstange, die die pneumatisch erzeugte Kraft an die Greiferfinger bringt. So ließ sich der Kolbenstangendurchmesser halbieren und die Führungsschlittenplatten auf ein Fünftel – das sind jetzt noch vier Millimeter – reduzieren. Gleichzeitig verringert die Oberflächenbearbeitung die Reibwiderstände innerhalb der Kinematik. Der Hochtemperatur-Spanner ist gegenüber dem Vorgängermodell für die Kaltumformung 800 Gramm leichter. Ein Greifsystem trägt vier Spanner – die Gewichtsreduzierung wirkt sich also auf den Roboter beziehungsweise das Transfersystem aus, etwa durch geringeren Verschleiß an den Achsen.

Die Spannkraft lässt sich durch das Verstellen der Spannbacken im Bereich von 150 bis 800 Newton einstellen. Damit wurde zum Vorteil der Anwender eine hohe Standardisierung erreicht; es sind nur noch zwei Standardmodelle zur Abdeckung aller möglichen Einsatzfälle erforderlich. pb

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