Struktur- und Crash-Dämpfer: Sicherheit auf Achse 7

Die Anforderungen an Schnelligkeit und Beweglichkeit von Automatisierungslösungen nehmen zu. Ein Spezialist für automatisierte Fertigungsprozesse ist die Tünkers Gruppe. Als Familienunternehmen in zweiter Generation entstammen die Lösungen eigenen Produktionsanlagen und über Jahrzehnte gewonnenem Know-how. Für gängige Funktionen im Umfeld des Roboters wie Spannen, Bearbeiten und Transportieren gibt Tünkers weltweit Ingenieuren und Konstrukteuren erprobte Produkte an die Hand. Robuste, wartungsarme Bausteine sind auch für extreme Einsatzbedingungen der Großserienfertigung in der Automobil- wie in der Zulieferindustrie ausgelegt. Der Baukasten verfügt über Antrieb, Getriebe, Prozesskontrolle sowie über passende Schnittstellen und bildet Funktionen wie Spannen oder Fördern vollständig ab.

Innovation, Zuverlässigkeit und Präzision in der Automatisierungstechnik sind auch für das Tochterunternehmen EXPERT-TÜNKERS von zentraler Bedeutung. Ebenfalls weltweit agierend, liegt der Schwerpunkt des Portfolios auf Drehtischen und der Transporttechnik, wobei zunehmend kundenspezifische Lösungen entwickelt werden. Ein Produkt, das Bewährtes wie Neuartiges zusammenführt, ist die Siebte Achse des Unternehmens aus Lorsch in Hessen. Dabei handelt es sich um eine zusätzliche Verfahrachse. Durch die Siebte Achse lassen sich Beweglichkeit und Reichweite in der Robotik steigern. So ermöglicht es die Lösung nicht nur, die Roboter schnell in den jeweiligen Arbeitsraum zu fahren, sondern auch präzise zu parallel bahngesteuerten Arbeitsgängen zu führen. Dies bedeutet, dass ein Roboter an verschiedenen Orten mehrere Arbeitsschritte vornehmen kann, was zu schnelleren Prozessen, einem ökonomischeren Betrieb und zur Schonung von Ressourcen führt.

Anforderung: Preiswerte, stromunabhängig arbeitende Endlagensicherung

EXPERT-TÜNKERS setzt bei den schnellen, präzisen Verfahrachsen auf eine verwindungssteife Modulbauweise, die auch bei einer Länge von 30 Metern eine hohe Prozessgenauigkeit ermöglicht. Der Antrieb erfolgt über eine schräg verzahnte Zahnstange mit gehärteten Flanken, ein robustes, einstellbares Führungssystem und einen in den Laufwagen des Roboters integrierten Servo-Getriebemotor. Neben bodennahen Applikationen sind auch verfahrbare Geo-Werkzeuge denkbar, und dank der Expertise bei Walzendrehtischen kann die Siebte Achse auch als Kurve angelegt werden (Bild 1). Egal, ob mit oder ohne Kurve, ein Crash in den Endlagen ist in jedem Fall zu vermeiden. Ansonsten drohen neben Reparaturen an Robotern und Gesamtkonstruktion kostspielige Ausfallzeiten. Aus diesem Grund war das Konstruktionsteam der Verfahrachse während der Entwicklungsphase auf der Suche nach einem unabhängig von Strom arbeitenden

Schutz. Für EXPERT-TÜNKERS kam als Zulieferer für die ebenso kleinen wie wichtigen Bauteile nur ein Unternehmen infrage, das höchsten Ansprüchen hinsichtlich Qualität und Langlebigkeit genügt. Gleichzeitig sollte eine preiswerte Lösung gefunden werden. Die Erfüllung dieser Anforderungen fanden die Konstrukteure bei der ACE Stoßdämpfer GmbH aus Langenfeld: „Aus Kooperationen in der Vergangenheit wussten wir, dass bei ACE neben der Produktqualität auch der Service oft den Ausschlag gibt. Im Verlauf des Projektes wurden wir darin bestätigt“, gibt Nuno Martins, International Engineering Coordinator bei EXPERT-TÜNKERS, einen Einblick. Die Auslegung ergab, dass an den beiden Enden des Verfahrweges unterschiedliche Eckdaten zu berücksichtigen waren. So mussten bei einem maximalen Antriebsdrehmoment von rund 400 Nm einmal 2.500 kg bei 2 m/s und einmal 4.000 kg bei 1 m/s erfolgreich verzögert werden. In beiden Endlagen wurden daher beim Projektstart dafür TUBUS-Sicherheitsdämpfer von ACE des Typs TC134-146-S eingebaut.

Lösung: Neue Einweg-Crash-Dämpfer für den Not-Stopp

Nach den Lieferungen dieser Komponenten blieben Nuno Martins und ACE in Kontakt, wie er berichtet: „ACE informierte uns frühzeitig, dass eine neue Produktserie vor der Markteinführung steht, die für unseren Fall ein noch interessanteres Preis-Leistungsverhältnis verspricht.“ Die Rede ist von den ACE Crash-Dämpfern. Im Gegensatz zu den genannten TUBUS-Dämpfern sind diese Maschinenelemente von ACE nicht reversibel, da sie aus speziellem Aluminium- oder Stahlrohr gefertigt werden. Diese irreversiblen Sicherheitsdämpfer verformen sich bei einem Crash in einer vorher definierten Form und schützen Konstruktionen wie eine Knautschzone mit gleichmäßigem Energieabbau von 98 Prozent. In zehn Grundtypen mit Außendurchmessern von 87,5 mm in den Aluminium- bzw. 63 mm und 38 mm in den Stahlausführungen lieferbar, waren die passenden Komponenten für die Endlagen der Siebten Achse von EXPERT-TÜNKERS schnell gefunden. Ihr maximaler Hub beträgt je nach Typ zwischen 45 mm und 160 mm. Geringe Stützkräfte von 13.000 N bis 70.000 N tragen entscheidend zur Sicherung der Konstruktionen in den Endlagen bei.

Ein weiterer entscheidender Vorteil für Anwender von Werkzeugmaschinen, Förderanlagen oder wie hier in der Robotertechnik ist zum einen die Bandbreite der möglichen Energieaufnahmen zwischen 670 Nm/Hub bis zu 11.200 Nm/Hub. Zum anderen ist nach einer Havarie aus der Verformung des Einweg-Elements das Crash-Ereignis rekonstruierbar und im besten Fall in der Zukunft vermeidbar. Da sich ihr Austausch schnell und einfach vollzieht, veranschaulicht diese Applikation, wie sich durch den Ausbau des Angebotsspektrums der ACE Stoßdämpfer GmbH spezifische Kundenanforderungen auf den Punkt realisieren lassen. „Für uns ist dank der Kooperation mit ACE eine wirklich in allen Belangen passende Endlagensicherheitslösung für die Siebte Achse entstanden“, zieht EXPERT-TÜNKERS ein positives Fazit.

Messehinweise

ACE Stoßdämpfer GmbH auf der:

Motek, Halle 1, Stand 1311, vom 4. bis 7. Oktober 2022, Messe Stuttgart

FMB, Stand C34, vom 12. bis 14. Oktober 2022, Bad Salzuflen

Bauma, mit Stabilus in Halle 5, Stand 315, vom 24. bis 30. Oktober 2022, München

Precisiebeurs, Stand 335, am 16. und 17. November 2022, s’Hertogenbosch, NL