Elektrospanntechnik von Univer

Aktuell arbeitet die Automobilindustrie im Rohbau fast ausschließlich mit Pneumatik. Lediglich Roboter, Schweißzangen und Fördertechnik sind elektrisch. Jedoch rücken Themen wie Umweltschutz und Energieersparnis gerade in der Automobilindustrie schon länger in den Fokus. Zunächst kommt einem das Thema Elektromobilität in den Sinn, wenn ein Automobilhersteller anfängt, von Umweltschutz zu sprechen.

Auch als Unternehmen, das seine Wurzeln in der Pneumatik hat, bietet Univer Elektrospanner an. Bild: Univer

So eindimensional gestaltet sich das Thema für die Unternehmen aber bei weitem nicht: Die Fabriken an sich bekommen zunehmend klare Richtlinien in Sachen Energieersparnis in ihrer eigenen Produktion. Volkswagen hat sich gar auf eine Verringerung des Energieverbrauchs in allen seinen Werken bis 2020 – im Gegensatz zu 2010 – um 25 Prozent festgelegt. Das bedeutet, Energie muss effizient eingesetzt werden.

Dem Einsatz von Pneumatik wird nachgesagt, das nicht so gut zu schaffen. Pneumatische Komponenten entwickeln bei der Kompression von Luft große Mengen an Wärme. Diese Energie wird nicht verwendet und wieder an die Luft abgegeben. Daher heißt es, dass Pneumatik einen geringen Wirkungsgrad habe, ineffizient und teuer sei sowie die Umwelt belaste.

Richtet man den Blick in ein Automobilwerk, werden dort zigtausende von Spannern eingesetzt. In einem einzigen Projekt, also der Produktion eines einzigen Modells von einem Hersteller, sind in der Regel rund 10.000 Spannstellen im Einsatz.

Eine Komponente also, bei der durch ihre hohe Stückzahl viel Wert auf Wirtschaftlichkeit gelegt werden sollte. Heute wird die Spanntechnik vorrangig pneumatisch betrieben. Da bei der elektrischen Spanntechnik jedoch auf die komprimierte Luft verzichtet werden kann, wird die elektrische Spanntechnik als eine zukunftsweisendere Technologie gesehen.

Ein weiterer Vorteil zur Pneumatik ist, dass sich elektrische Spanntechnik wesentlich intelligenter, sicherer und vielseitiger einsetzen lässt. Somit lassen sich beim Einsatz eines Robotergreifers mit elektrischen Spannkomponenten theoretisch unterschiedliche Bauteile greifen. Weiterhin erkennt ein elektrischer Spanner, wenn er gegen ein Hindernis fährt und öffnet sich wieder. Somit können Quetschungen vermieden werden.

Das Produktportfolio von Univer in Sachen Elektrospanner für die Automobilindustrie. Bild: Univer

Die Vorteile bietet der elektrische Kraftspanner, obwohl er das gleiche Spannmoment liefert wie sein pneumatisches Pendant. Das liegt daran, dass die Spanner trotz elektrischem Antrieb mechanisch verriegeln.

Es gibt jedoch noch Argumente, die dem flächendeckenden Einsatz von Elektrospannern im Weg stehen. Denn elektrische Komponenten machen aus Kostengründen erst dann Sinn, wenn die gesamte Luftaufbereitung überflüssig wird. Deshalb sind elek-trische Spanner vor allem dort interessant, wo bereits Schweißzangen, Fräser, Hubeinheiten und andere Komponenten elektrisch angetrieben werden.

Markus Oerder, Univer. Bild: Univer

fluid hakt nach

Sechs Fragen an Markus Oerder, Univer

Wie ist die Entwicklung von der pneumatischen zur elektrischen Spanntechnik abgelaufen?

Wir sind ein Unternehmen, das 1971 gegründet worden ist und befassen uns seit dieser Zeit mit dem Thema Pneumatik. Vor circa 15 Jahren kam dann die Spanntechnik hinzu, die man insbesondere beim Karosserierohbau einsetzt, um Bleche zu spannen und sie dann zu einem Fahrzeug zusammenzuschweißen. Im Bereich Automotive war damals alles pneumatisch. Lediglich erste Schweißzangen wurden schon in elektrischer Ausführung entwickelt.

Wir haben schon damals in die Zukunft geschaut und uns gesagt: wenn wir in diesem Marktsegment langfristig führend sein möchten, sollten wir Zukunftstechnologien angehen. Damals haben wir dann – praktisch parallel zur pneumatischen Spanntechnik – schon die elektrische Spanntechnik entwickelt. Ein Grund hierfür sind sicher die technischen Vorteile, aber natürlich zählt auch die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit. Luft ist einfach ein teures Medium.

Können Sie bitte etwas genauer auf die technischen Vorteile der elektrischen Spanntechnik eingehen?

Letztendlich liegen die Vorteile bei den individuellen Möglichkeiten, die die elektrische Spanntechnik hergibt. Gerade in der heutigen Zeit werden in der Automobilindustrie immer komplexere Anlagen gebaut, damit verschiedene Fahrzeugvarianten über nur eine Anlage laufen können.

Wenn man sich eine Anlage von vor 20 Jahren anschaut, dann konnte dort immer nur ein Modell über eine Anlage laufen. Das sind perfekte Bedingungen für eine pneumatische Komponente. Denn die macht letztendlich immer – und das ist das Problem bei Druckluft – zwei Bewegungen: sie geht auf oder zu, vor oder zurück. Da kommt die Elektrospanntechnik zum Zuge, weil sie ganz andere Möglichkeiten bietet.

Man kann über eine Steuerung sagen, wie weit der Spanner auf- oder zugehen und wie viele Zyklen er fahren soll. Dadurch kann man unterschiedliche Fahrzeugmodelle über eine Linie fahren.

Ein weiterer Vorteil elektrischer Spanntechnik ist der Sicherheitsaspekt. Auch da wieder: ein pneumatischer Spanner geht auf oder zu. Wenn man seinen Finger dazwischen hat, ist der platt. Wenn man unseren elektrischen Spanner nimmt, bei dem sehr viel Wert auf Sicherheit gelegt wurde, wird über einen Sensor beziehungsweise über die Kraftübertragung der Widerstand erkannt, und der Spanner fährt sofort wieder in die geöffnete Position zurück.

Sie reden gerade vorrangig von der Automobilindustrie, bieten sich Elektrospanner auch in weiteren Industriezweigen an?

Auch in der allgemeinen Industrie können durch den Einsatz der Elektrospanner Anlagen individuell gestaltet werden. Das hilft zum Beispiel Ersatzteile einzusparen: Man hat immer die gleiche Komponente und kann über die Steuerung individuelle Funktionen ausführen. Das ist bei der Pneumatik nicht der Fall. Was häufig ein großer Vorteil in der allgemeinen Industrie ist, ist das Thema Preis. Kosten, die für eine flächendeckende Luftversorgung anfallen, werden – da sie in der Automobilindustrie in den meisten Fällen sowieso schon existiert – in ein neues Projekt wenig oder bisher gar nicht einkalkuliert.

In der allgemeinen Industrie hat man vielleicht nur eine kleine Applikation, und eine Druckluftversorgung ist noch gar nicht vorhanden. Da bieten sich elektrische Spanner sofort an. Unsere Spanner laufen mit 24 Volt und in der Spitze vier Ampere – man kann sie also einfach in die Steckdose stecken. Das heißt, wenn ein Fertigungsbetrieb in einer Ecke eine kleine Applikation aufbauen möchte, ist das ohne große Installation in der Halle möglich.

Wie einfach oder schwer lassen sich Unternehmen davon überzeugen, auf die elektrische Lösung zu setzen?

Das ist unter anderem eine Preisfrage. Die Preise für einen pneumatischen Spanner an sich sind in den letzten Jahren stark gesunken. Das liegt daran, dass die Nachfrage aus der Automobilindustrie sehr hoch ist und jährlich bei rund 200.000 Stück weltweit liegt. Bei einem neuen Produkt wie einem Elektrospanner, sind die Stückzahlen natürlich verhältnismäßig gering. Der Anteil elektrischer Spanner liegt im kleinen Prozentbereich – wenn nicht sogar im Promillebereich. Daher sind diese Spanner vier bis fünf Mal teurer als Standard-Pneumatikspanner.

Wenn Sie jedoch ein Unternehmen in der Industrie haben – wie ich eben erläutert habe: ohne bereits vorhandene pneumatische Versorgung – ist ein Elektrospanner sicherlich sofort wirtschaftlich. Bei Firmen, bei denen das ganze Netz schon vorhanden ist und die nur zwei, drei Spanner brauchen, wird das wirtschaftlich ad hoc sicherlich zu teuer sein.

In der Automobilindustrie ist die Thematik Elektrospanntechnik – oder überhaupt Elektroantriebe – wie eine Sinuskurve zu sehen. In den letzten 20 Jahren ist die Kurve so alle vier bis fünf Jahre nach oben gegangen und dann heißt es: ab nächstes Jahr ist alles elektrisch. Die Thematik Kosten hat das bisher jedoch immer geblockt.

Wir gehen daher Kooperationen mit anderen Herstellern ein, etwa mit der Firma Murr, die sich um die Versorgung und die Ansteuerung der Elektrospanner kümmert. Nach komplexen Analysen und Tests, wie wir sie zum Beispiel gerade bei Daimler durchführen, kann man sehr wohl sehen, dass sich trotzdem Kostenvorteile bieten: viele Komponenten, wie etwa Ventilinseln, die heute teuer gekauft werden müssen, fallen weg. Und wenn man dann nicht mehr Komponente zu Komponente vergleicht, sondern von Komplettlösung zu Komplettlösung, sind wir der Meinung, dass man die Anlagen mittlerweile auch mit elektrischen Spannern schon wirtschaftlich betreiben kann.

Was sind die Besonderheiten Ihrer Produkte in diesem Bereich, die Sie hervorheben möchten?

Unser Ansatz ist es, fast ausschließlich Standardkomponenten leicht anzupassen. Das bedeutet, sie in einer neuen Kombination mit entsprechenden Weiterentwicklungen im Bereich der Ansteuerung und Versorgung serienreif zu machen. Der eigentliche Spanner, die technischen Möglichkeiten und Features, das ist alles vorhanden. Wir haben zum Beispiel bei Opel Tests zur Langlebigkeit gemacht: Da sind die Spanner sieben Millionen Zyklen ohne Zwischenfall gelaufen. Das Produkt an sich ist so weit ausgereift.

Sie sprechen sich als Geschäftsführer eines Pneumatikunternehmens stark für elektrische Lösungen aus. Wird Univer der Pneumatik über kurz oder lang den Rücken kehren?

Auf keinen Fall. Bis sich diese Technik wirklich komplett durchgesetzt hat und die Pneumatik ersetzen wird, gehe ich mal davon aus, werde ich nicht mehr in meiner jetzigen Position sein. Aber selbstverständlich, wie man bereits bei der elektrischen Spanntechnik sieht, versucht Univer sich natürlich zukunftsweisend auszurichten. Und dass in einzelnen Bereichen elektrische Lösungen die Pneumatik in Teilen ersetzen werden, ist sicherlich unbestritten. Und dieser Herausforderung werden wir uns als Unternehmen natürlich stellen. jl