Getriebedeckelmontage

Zwei Millionen pro Jahr

Fertigung von Getriebedeckeln. Hohe Ansprüche an Qualität und Zuverlässigkeit, Leidenschaft fürs Detail, Lust auf komplexe Aufgaben – so sieht die Zusammenarbeit der Söhnergruppe und Hekuma aus. Konzeptentwicklung und Bau einer Anlage für Getriebedeckel für Frontwischeranlagen belegen dies.

Vier-plus-vierfach-Entnahme- und Einlagegreifer. (Foto: Hekuma)

Qualitätsanspruch, Branchenradius, Planungs- und Fertigungskompetenz sind Basis der Zusammenarbeit von Söhner und Hekuma. Söhner steht für die Fertigung qualitativ hochwertiger Kunststoffteile. Hekuma entwickelt Hochleistungsautomationsanlagen für die Fertigung und Prüfung entsprechender Teile und Komponenten. Söhner und Hekuma arbeiten seit vierzehn Jahren im Bereich Automotive zusammen und setzen die Ansprüche sicherheitsrelevanter Kunststoff-Bauteile gemeinsam um. Eine 2014 von Hekuma geplante, gebaute und im Frühjahr 2015 bei Söhner in Betrieb genommene Anlage zur Fertigung von Getriebedeckeln für Frontwischeranlagen ist ein Beispiel: Die Deckel bestehen aus drei Komponenten – aus mit dreißig Prozent Glasfaser versetztem PBT sowie einer weiß- und einer blaufarbigen TPE-Dichtung. In den handtellergroßen Teilen mit kombinierten Dichtungs- und Elektronikfunktionen zeigt sich exemplarisch die Kooperationsbasis beider Unternehmen.

Söhner liefert das Werkzeug, Hekuma baut das Drumherum
Die maßgeblichen Prozessschritte bestehen darin, das in vier Kavitäten des Werkzeuges je sechs Kontakte – zwei Gabelkontakte sowie jeweils zwei Zweiergruppen von Steckerkontakten – eingelegt und mit Kunststoff umspritzt werden. Hinzu kommt ein weiterer Kontakt, der nachträglich montiert und heißverstemmt werden muss. Die Aufgaben waren dabei von Beginn an klar verteilt: Söhner liefert das Werkzeug, Hekuma baut das Drumherum. Das Vier-plus-vier-fach-Spritzgusswerkzeug hatte Söhner für eine Horizontal-Spritzgießmaschine hergestellt. Die Prozesse Einlegen, Montage und Prüfung der Kontakte wurden bereits im Planungsstadium der Anlage in acht vollautomatisch ablaufende Prozessschritte gegliedert. Das Ziel, eine Zykluszeit von vier Teilen in dreißig Sekunden, gab den Entwicklungsplan vor. Es war von vornherein klar, dass diese Vorgabe nur dann erreicht werden kann, wenn sämtliche Abläufe in ihrer Taktung exakt aufeinander abgestimmt sind. Der eigentliche Entnahme- und Einlegevorgang der Anlage erstreckt sich über vier Zyklen: Nachdem sie vom Band abgestanzt, gebogen und vereinzelt wurden, werden die Kontakte ins Werkzeug eingelegt und mit der Hartkomponente umspritzt. Diese wird dann an eine Transfer- beziehungsweise Wendestation übergeben, um 180 Grad nach oben geschwenkt und vom Greifer wieder aufgenommen. Dann wird die Hartkomponente erneut eingelegt, und die TPE-Dichtungen werden aufgespritzt. Schließlich kann die Hartkomponente entnommen und weitergereicht werden. Sämtliche Einlege- und Entnahmeschritte der autark verfahrbaren Greifelemente laufen parallel zueinander ab. Während in der oberen Partie das Fertigteil entnommen wird, werden unten simultan die Kontakte eingelegt – alles auf einer Gesamtfläche von nur 1,20 Quadratmetern. Im Anschluss legt der Greifer die Fertigteile auf einen Werkstückträger ab, der sie zur Montage- und Prüfautomation befördert. Dort wird der Massekontakt des Gehäuses, der nicht umspritzt werden kann, montiert und heißverstemmt.

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Getriebedeckel. (Foto: Hekuma)

Qualitätsprüfung via Sensorik und Kamera
Die Einlege- und Entnahmeprozesse sind über die Steuerung miteinander verzahnt. Die von Hekuma entwickelten vier einzeln verfahrbaren Greiferelemente erfordern Präzision in der Positionierung sowie Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit. In der Qualitätsprüfung schließlich durchlaufen die Deckel vier unterschiedliche Kontrollinstanzen. Zunächst werden Kontakte elektrisch geprüft – auf Durchgang, Kurzschluss und Hochspannung. Es folgen die Messungen der Kontakthöhe mittels Sensor, der Dichtheit der umlaufenden Dichtung via Luftstrom sowie der Taumelkreis der Pinspitze mittels Kameraunterstützung. Die Prüfung der Pins ist dabei auf eine Abweichung von zwei Zehntelmillimeter ausgelegt. Um Schlechtteile durch Messabweichungen von vornherein auszuschließen, ist die tatsächliche Toleranz bei rund 0,018 Millimeter, also rund zehn Prozent niedriger, eingestellt. Prozessabschluss ist die Montage der Druck-Ausgleichs-Membrane. Diese werden zunächst von einer Haspel mit Papieraufwicklung zugeführt, gestanzt und mittels eines Pick&Place-Systems in die Fertigteile eingelegt, in der Laserschweißstation verschweißt und abschließend, vor der Ablage in den Tray, auf die erforderliche Durchflussmenge geprüft.

Zwischen Fertigstellung, Abnahme und Inbetriebnahme der Anlage in China lagen nur acht Monate. Die Produktivität der Anlage blieb über den gesamten Prozessverlauf unterbrechungsfrei. Die Zykluszeit von 30 Sekunden markierte die obere Grenze der Taktung, blieben also 7,5 Sekunden für die vier Prüfungsabläufe. Da eine ganzheitliche Dichtheitsprüfung pro Teil allein rund zehn Sekunden dauert, musste hier die Prüfeinheit auf zwei Teile pro Zyklus erweitert werden.     pb

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