Erhöhte Ausbringung im Platinenlader

Mehr Leistung in der Blechverarbeitung

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Highspeed TwinFeeder für Karosseriebleche.
Highspeed TwinFeeder für Karosseriebleche.

Pneumatikzylinder mit Vakuumanschluss von SMC steigern die Leistung und sparen zugleich Energie beim Highspeed Twin Feeder für Karosseriebleche der Schuler Pressen. Für die Zylinder sind nicht nur Querkräfte eine Herausforderung. Auch Eigengewicht und Energieeinsatz entscheiden über die Wirtschaftlichkeit der Anwendung.

Zu den sechs Hauptgruppen der Fertigungsverfahren gehört das Umformen unter anderem mittels Pressen. Dazu werden die Rohmaterialien in Form von Blechen oder Platinen, etwa aus Stahl oder Aluminium, über einen Platinenlader den Pressen zugeführt. Hierbei müssen aufeinandergestapelte Bleche vertikal vereinzelt, anschließend mittels Linearachse horizontal beschleunigt und schließlich auf Transportbändern zum Weitertransport abgelegt werden.

Für eine wirtschaftliche Produktion kommt es nicht nur auf einen schnellen Vorgang für eine hohe Ausbringung an. Auch das Gewicht der eingesetzten Komponenten, ihre Belastbarkeit und ihr Energieverbrauch sind entscheidende Kriterien.

Neue Zylinder mit Vakuumanschluss

Als Kompetenzzentrum für Automationskomponenten von Presslinien, hydraulischen Systemen und Anlagen sowie für die Kombination aus Pressen, Hydraulik, Automation, Service und eigener Fertigung spielt Schuler Pressen GmbH eine wesentliche Rolle bei Schuler. Teil der unternehmenseigenen Produktionslinien zur Herstellung von Karosserieblechen sind Platinenlader beziehungsweise Entstapel-Feeder.

Für einen Highspeed Twin Feeder suchte das Unternehmen zur Prozessoptimierung nach neuen Zylindern, die zudem über einen Vakuumanschluss verfügen. Durch die guten Erfahrungen aufgrund der bereits seit vielen Jahren bestehenden Zusammenarbeit mit SMC entschied sich Schuler Pressen erneut für den Experten für pneumatische und elektrische Automatisierung aus dem hessischen Egelsbach.

Umfangreiches Anforderungsprofil

Damit das Entstapeln über den Highspeed Twin Feeder zuverlässig und effizient gelingt, mussten die dafür vorgesehenen Zylinder hohen Ansprüchen genügen. Dazu zählten ein geringes Gewicht bei zugleich hoher Querlastbeständigkeit und Leistung, ein einfaches Design, lange Wartungsintervalle und eine kurzfristige Verfügbarkeit ab Lager – all das, ohne den Energieeinsatz bei der Anwendung zu erhöhen. „Wir hatten bereits Zylinder der Serie ZCUK von SMC im Einsatz und waren daher mit der hohen Qualität vertraut.

Aufgrund der höheren Querkräfte benötigten wir für den Highspeed Twin Feeder allerdings eine Alternative und haben uns dafür wieder direkt an SMC gewandt“, sagt Michael Herzog, Mechanischer Konstrukteur bei Schuler. „Die neuen Zylinder sollten zudem eine höhere Ausbringungsleistung ermöglichen und parallel dazu ein einfaches Design sowie ein geringes Gewicht haben, um die Dimensionierung des Antriebs und damit auch dessen Kühlung einfach zu halten.“

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Modifizierte Standardzylinder der SMC-Serie C76.
Modifizierte Standardzylinder der SMC-Serie C76.

Aus Standard wird neu

„Nachdem der Kunde uns über das Vorhaben aufgeklärt hatte, haben wir uns überlegt, wie wir die Anforderungen möglichst effizient erfüllen können. So kam die Idee, eine Standardlösung zu modifizieren und damit ein Kombiprodukt zu schaffen“, so Markus Blocher, Team Manager Machinery bei SMC. „Das Ergebnis war der Pneumatikzylinder der Serie C76 in der Variante C76F40-0165-CEAB10087, bei dem wir die Kolbenstange des Zylinders hohlgebohrt haben. So ließ sich der Sauger am Kolbenstangenende mit Vakuum beaufschlagen, ohne einen zusätzlichen Vakuumschlauch in der Vertikalbewegung erforderlich zu machen.“

Der doppelwirkende Zylinder mit einem Kolbendurchmesser von 40Millimeter hat einen Hub von maximal 165Millimeter und ist bei einem maximalen Betriebsdruck von 6bar für Umgebungs- und Medientemperaturen von –20 bis +80°C geeignet. Zudem verfügt er über eine elastische Dämpfscheibe und es ist keine Schmierung erforderlich.

Robustes Leichtgewicht

Ausgelegt ist der Zylinder für eine zulässige kinetische Energie von 1,2Joule und eine zulässige Querkraft bis zu 56 Newton. Trotz der hohen Kraftauslegung und Widerstandsfähigkeit liegt sein Gewicht bei nur 1,4Kilogramm.

Zudem kann die Kolbengeschwindigkeit bis zu 1.500 mm/s und die Beschleunigung in der Horizontalbewegung bis zu 20.000mm/s2 betragen, bei einem tragbaren Gewicht von dreiKilogramm pro Sauger.

Vielfache Vorteile in der Anwendung

In der Anlage sind insgesamt 80 SMC-Zylinder an zwei Linearachsen befestigt. Mithilfe der angebrachten Sauger, denen über die hohle Kolbenstange das Vakuum zugeführt wird, werden einzelne Bleche entstapelt – Blasdüsen unterstützen dabei das Separieren der Platinen. Anschließend werden die Platinen vertikal sowie horizontal mit hoher Beschleunigung bewegt. Indem sich einzelne Zylinder, die dem Vertikalhub des Highspeed Twin Feeders voreilen, zudem selektiv auswählen lassen, erfolgt das sogenannte Abschälen der einzelnen Platinen.

„Die Zylinder von SMC haben dazu beigetragen, die Ausbringungsleistung von 18 auf 20 Hübe pro Minute und damit um elf Prozent zu steigern – und zwar ohne den dafür notwendigen Energieeinsatz zu erhöhen“, erklärt Michael Herzog. „Das lag daran, dass durch ihr geringes Gewicht die Gesamtmasse der Applikation ‚Vereinzelungszylinder‘ deutlich gesenkt wurde. Denn dank der so verwendbaren Standardantriebe, die sich über Luft kühlen lassen, war kein zusätzliches Kühlsystem notwendig. Das zahlt auch positiv auf die Gesamtkosten und Ersatzteilbeschaffung ein.

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Mit der Hohlbohrung ihrer Standardzylinder hat SMC von Anfang an viel Flexibilität bewiesen und so eine schnelle Lösungsfindung ermöglicht. Die gute und stets auf unsere Bedürfnisse eingehende Zusammenarbeit hat schließlich zu einer problemlosen Abwicklung des Projekts geführt.“ Markus Blocher bestätigt: „Indem Schuler uns frühzeitig ins Projekt involviert und kontinuierlich auf Augenhöhe mit uns zusammengearbeitet hat, konnten wir eine punktgenaue Lösung entwickeln, die genau dem geforderten Anforderungsprofil entsprach. Weil die Ausbringungsleistung erhöht werden, aber zugleich die Motorbaureihe gleichbleiben sollte, mussten wir uns etwas einfallen lassen. Bei einer größeren Dimensionierung des Antriebs hätte Schuler einen zusätzlichen Kühlkreislauf installieren und betreiben müssen – das wollten wir unbedingt vermeiden. Dank der modifizierten Standardzylinder der Serie C76 profitiert der Kunde nun von höherer Produktivität bei gleichzeitiger Reduzierung der Antriebsleistung.

Wir sind dankbar für das entgegengebrachte Vertrauen und freuen uns auf zukünftige Projekte. So sehen wir etwa Potenzial für die Vakuumanwendung selbst, um sie noch effizienter und platzsparender zu realisieren. Unsere Ejektoren der Serie ZKJ, die kompakt auf einer Ventilinsel Platz finden, wären hierfür eine sinnvolle Option.“

FAQ – SMC-Zylinder mit Vakuumanschluss im Platinenlader


Was ist das Besondere an den SMC-Zylindern der Serie C76 für Schuler Pressen?

Die Zylinder verfügen über eine hohlgebohrte Kolbenstange mit integriertem Vakuumanschluss. Dadurch entfällt ein separater Vakuumschlauch und die Bauweise bleibt kompakt – bei gleichzeitig hoher Leistungsfähigkeit.


Wie viel konnte die Ausbringung durch den neuen Zylinder gesteigert werden?
Die Ausbringungsleistung im Platinenlader wurde um elf Prozent erhöht – von 18 auf 20 Hübe pro Minute – ohne zusätzlichen Energieeinsatz.


Wie tragen die Zylinder zur Energieeinsparung bei?

Durch das geringe Gewicht der Zylinder konnte die benötigte Antriebsleistung reduziert werden. Dadurch war kein zusätzlicher Kühlkreislauf nötig, was Energie und Kosten spart.


Welche technischen Daten hat der eingesetzte Zylinder?

  • Serie: C76
  • Kolbendurchmesser: 40 Millimeter
  • Hub: max. 165 Millimeter
  • Gewicht: ca. 1,4 Kilogramm
  • Querkraft: bis 56 Newton
  • Geschwindigkeit: bis 1.500 mm/s
  • Beschleunigung: bis 20.000 mm/s²
  • Temperaturbereich: –20 bis +80 °C


Welche Vorteile bietet der integrierte Vakuumanschluss?

Er ermöglicht die direkte Ansteuerung von Saugern über die Kolbenstange, spart Bauraum und erhöht die Zuverlässigkeit bei vertikalen Bewegungen, da keine flexiblen Schläuche mitgeführt werden müssen.


Ist die Lösung nur für Schuler Pressen geeignet?

Nein, das Konzept ist übertragbar. Die Kombination aus geringem Gewicht, integrierter Vakuumtechnik und hoher Dynamik eignet sich für viele automatisierte Handhabungs- und Umformprozesse.


Was war die größte Herausforderung bei der Umsetzung?

Die gleichzeitige Optimierung von Ausbringung, Energieeffizienz und Bauraum – bei Einhaltung aller mechanischen Anforderungen wie Querlasten und Dynamik.


Welche weiteren Entwicklungen sind geplant?

SMC prüft weitere Optimierungen der Vakuumtechnik, z. B. durch Einsatz kompakter Ejektoren der Serie ZKJ, die direkt in Ventilinseln integriert werden können.