DER KONSTRUKTEUR 10/2019

ANTRIEBSTECHNIK PRÄZISE

ANTRIEBSTECHNIK PRÄZISE UNTER BESCHUSS PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Ein Weg, hochbeanspruchte Werkstücke noch zäher gegenüber den herrschenden Kräften zu machen, ist das Kugelstrahlen – auch Shot Peening genannt. Dieses Verfahren kommt zum Beispiel in der Luftfahrt im Triebwerksbau zum Einsatz. Nur wenn die Kugeln perfekt treffen, können sie ihre Kraft optimal entfalten. Dafür sorgt eine präzise Steuerung. Ausschlaggebend für ein bestmögliches Ergebnis beim Kugelstrahlen sind Zielsicherheit, Fluggeschwindigkeit und die richtige Menge an Kugeln mit der richtigen Masse. Freymatic aus der Schweiz baut Kugelstrahlanlagen, die unter anderem in der Flugzeugtechnik hochbeanspruchten Bauteilen eine höhere Lebensdauer verleihen. Dafür erzeugt dieses Verfahren – ähnlich wie ein Schmiedehammer – präzise Druckspannungen in der Oberfläche. Motion Control von Kollmorgen sorgt dafür, dass ausreichend Kugeln ihr Ziel erreichen – die Einkabelanschlusstechnik dafür, dass wertvolle Installationszeit gespart wird. MIT DRUCK GEGEN ZUGKRÄFTE Mit Druck lässt sich dem Zug eine wirksame Kraft entgegenstellen. Bildlich ausgedrückt werden Bauteile in ein Kettenhemd gesteckt. Dessen Glieder bestehen aus Druckspannungen, die die Kugeln mit ihrer kinetischen Energie beim Aufprall in das Atomgitter dengeln. Ermüdungsschäden treten damit erst deutlich später auf. „Risse im Material entstehen dort, wo Zugspannungen herrschen“, erklärt Martin Hunziker, CEO von Freymatic. Der Zusammenhang aus Zugkräften und Rissbildung bekommt gerade im Flugzeugbau einen besonderen Stellenwert, da hier konsequent auf Leichtbau gesetzt wird. Die Schaufeln eines Triebwerks müssen trotz ihrer Größe sehr leicht sein. Deswegen sind sie aus einer Titanlegierung gefertigt. Die nächsten Triebwerksgenerationen werden noch leichter werden – unter anderem durch den Einsatz titanbasierter Verbundwerkstoffe. Aber auch im Automobilbau gehört das Verfahren zur etablierten Fertigungspraxis – gerade dann, wenn Dauerfestigkeit gefragt ist. Für das Kugelstrahlen setzen die Hersteller vielfach Roxor-Anlagen der Schweizer Freymatic AG ein. Die Anlagenbauer aus Domat- Ems im Kanton Graubünden platzieren dafür einen Industrieroboter in einer hermetisch abgeschlossenen Kabine und statten das Handgelenk über eine Wechselmechanik während eines Bearbeitungsauftrags vollautomatisch mit bis zu sechs unterschiedlichen Strahldüsen aus. Während der Roboter im Inneren der schallgedämpften Kabine die Bewegungsführung entlang der zu strahlenden Bauteile übernimmt, bleiben Druckversorgung und Dosiereinheit draußen. Die Strahlmittelmengen sind in einem Bereich von 1:10 wählbar und erreichen dabei Regelabweichungen unter drei Prozent. Diese Präzision ist notwendig, da beim Kugelstrahlen keine Inline-Qualitätsüberwachung möglich ist – zumindest nicht, ohne das Werkstück zu zerstören. Der Anlagenbediener muss sich folglich auf die 50 DER KONSTRUKTEUR 10/2019

Das Strahlmittel zur Oberflächenverdichtung: Stahlkugeln 01 Das Kugelstrahlen kommt z. B. zur mechanischen Ertüchtigung von Triebwerksschaufeln zum Einsatz mit über 11.000 Mitgliedsunternehmen vertreten wir den türkischen Maschinenbau. 01 02 AKM-Servomotoren von Kollmorgen mit Einkabelanschlusstechnik in der Roxor-Kugelstrahlanlage Einhaltung seiner Prozessparameter verlassen können. Deshalb ist bei servomotorisch angetriebenen Dosiereinheit maximale Präzision und Wiederholgenauigkeit gefordert. Ein drehzahlgeregeltes Schneckenrad ermöglicht dies. Die Förderschnecke wird von Synchronservomotoren der Kollmorgen-Reihe AKM angetrieben, die ihrerseits in Einkabelanschlusstechnik mit AKD-Servoumrichtern gekoppelt sind. Die Verbindung zwischen Servoregler und -motor mit nur einem Kabel bringt auch in dieser Applikation den Vorteil, dass sich Anlagen schneller und platzsparender verkabeln lassen. Das sonst übliche Kabel für die Rückführungssignale entfällt. Kollmorgen setzt hier auf ein schlankes Hybridkabel für Motor und Feedback. Die Besonderheit dabei: Die Einkabelanschlusstechnik funktioniert auch ohne aufwendige 5TOP Die5wichtigsten Produktgruppen des türkischen Maschinenbaus sind: Klima-und Kühlaggregate, Motorenund Komponenten, Wasch-und Trockenmaschinen, Bau-und Bergbaumaschinen, Pumpen-und Kompressoren. www.turkishmachinery.com 02 Hall 4 Stand 4024 Hall 8B Stand A20 DER KONSTRUKTEUR 10/2019 51 Turkish Machinery.indd 1 04.09.2019 14:22:04