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Stanztechnik

Baubranche verwendet zunehmend rotationsgestanzte Meterware

09.08.2010 | Autor: Mathias Langensiepen

Das klassische Hubstanzverfahren stößt bei der Produktion von Meterware, wie beispielsweise Trockenbauprofilen,Kabelverlegesystemen und Montageschienen, an seine Leistungsgrenzen. Moderne Rotationsstanzverfahrenhingegen erlauben deutlich höhere Produktionsgeschwindigkeiten, benötigen weniger Platz und bieten viele Vorteile.

Über mangelnde Nachfrage können sich die Hersteller von Trockenbauprofilen im Moment nichtbeschweren. Die Bauindustrie verspürt wieder eine lebhafte Nachfrage. Jede größere Baustellebenötigt wenigstens einige Hundert Meter Kantenschutz-, Türsturz-, Deckenabhängungs- undandere Profile. Dabei stellen Produkte wie Trockenbauprofile den Hersteller technisch vor keineallzu großen Probleme.

Der Anspruch ist überschaubar. Aber genau hier liegt das Problem. Konstant hohe Stückzahlenund ein einfacher technischer Anspruch erhöhen bekanntermaßen kontinuierlich denKostendruck. Hersteller von Trockenbauprofilen bekommen dies seit Jahrzehnten zu spüren.

Die Möglichkeit von Innovationen ist in einem solchen Produktionsbereich zudem sehr begrenzt,sodass eigentlich nur die Optimierung des Produktionsprozesses an sich zur Sicherung derWettbewerbsfähigkeit verbleibt.

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Produktionstechnik arbeitet leise und erschütterungsfrei

Mit dem Rotationsstanzen steht den Herstellern eine neue Produktionstechnik zur Verfügung, die bisherigenFertigungsverfahren in vielen Punkten wirtschaftlich deutlich überlegen ist. Sie erreicht bis zu 200 mProduktionsgeschwindigkeit pro Minute und hat dabei nur geringen Platzbedarf. Die hohen Anforderungen an die Untergründeund den Lärmschutz für Stanzmaschinen entfallen mit dem Einsatz der neuen Technik, weil die Produktion praktischerschütterungsfrei und zudem deutlich leiser abläuft.

Auf der RotationsstanzeBRS 650 können Eckwinkelund Kantenprofile ausAluminium oder Stahl in hoherQualität gefertigt werden. Bild:Baust

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Ergänzendes zum Thema

+ Verfahrensabläufe beim Rotationsstanzen und Hubstanzen unterscheidensich

Das Rotationsstanzen ist ein konkurrierendes Verfahren zum Hubstanzen. DieMaterialtrennung erfolgt beim Rotationsstanzen durch Drehung der Werkzeugeund nicht durch eine geradlinige Bewegung. Eine Rotationsstanze besteht imWesentlichen aus einem Gehäuse, einem Wellenpaar, Getriebe und denWerkzeugträgerringen.

Die Bauteile einer Rotationsstanze, die die Hauptfunktion ermöglichen, sind dierunden Werkzeugträgerringe und die darin befindlichen Werkzeuge: die Matrizenund Stempel. Das bandförmige Ausgangsmaterial wird zwischen Stempelring undMatrizenring geführt und so der rotativen Bearbeitung durch die eigentlichenWerkzeuge, Stempel und Matrizen, ausgesetzt. Im Unterschied zum Hubstanzen,wo ein Druckschnitt erfolgt, erzeugt das Rotationsstanzen einen Scherenschnitt.

Rotationsstanzen – eine vergleichsweise junge Technologie in der Blechverarbeitung

Das Rotationsstanzen in der Blechverarbeitung ist insgesamt eine vergleichsweise junge Technologie. Vor 35 Jahren hat dieFirma Baust mit Sitz in Langenfeld im Rheinland erste Rotationsstanzwerkzeuge für die Druckindustrie geliefert. Dasgewonnene Know-how aus Entwicklungen für die Endlospapierdrucktechnik wurde wenige Jahre später für die Bearbeitungvon Blechen erweitert. Inzwischen rüsten immer mehr Profil-Hersteller europaweit auf die Technik von Baust um.

Blech wird im Endlosverfahren gelocht und der Profilieranlage zugeführt

Die Rotationsstanztechnik zielt auf die Fertigung von Blechteilen bis 3 mm. Bei permanenter Materialzufuhr locht dieRotationsstanze das Blech im Endlosverfahren und führt dieses der nachgeschalteten Profilieranlage zu. Das Material wirdkontinuierlich gefördert und nicht wie im Hubstanzverfahren im Start-Stopp-Betrieb produziert. Dabei wird es zwischen zweiangetriebenen Wellen durchgeführt, ähnlich dem Walzprofilieren.

Die Werkzeuge sitzen auf zwei Wellen, die mittels eines Servomotors angetrieben werden. Durch die rotative Bewegungkämmen die zwei im Gleichlauf angetriebenen Stanzachsen ineinander. Auf dem Stempelring werden die einzelnen Stempelmontiert und im Matrizenring die jeweiligen Matrizen. Der Stanzbutzen fällt dabei seitlich aus dem Matrizenring und wird dannüber einen Butzenfall entsorgt.

Dem Scherenschnitt genügt eine geringere Antriebsleistung

Stempel und Matrizen kämmen beim Rotationsstanzen ineinander und treffen punktgenau auf das zu stanzende Material.Somit entsteht anstatt eines Druckschnitts wie beim Hubstanzen ein Scherenschnitt. Das Material läuft also zwischen diesenWerkzeugen hindurch und wird kontinuierlich gestanzt. Beim Scherenschnitt sind die auftretenden Stanzkräfte wesentlichgeringer. Daher werden kleinere Antriebsleistungen benötigt. Die Erschütterungen und Emissionen bleiben deshalb auchgleichermaßen bedeutend geringer.

Bisher war die Produktionsgeschwindigkeit der Stanzen das Nadelöhr bei der Herstellung von Trockenbauprofilen. DieHubstanztechnik erreicht im Schnitt Leistungen von nur höchstens 60 m/min. Mit dem Rotationsstanzverfahren kann die

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Geschwindigkeit beim Stanzprozess inzwischen vervielfacht werden.

Das Material wird der Anlage zeitsparend vom Coil zugeführt, dort gestanzt und in der Profilieranlage in Form gebracht. EinProduktwechsel ist dank der Einstellmöglichkeiten ebenfalls meist eine Sache von wenigen Minuten. Die Vorschaltung derRotationsstanze vor eine Profilieranlage ist problemlos möglich. Durch die kompakte Bauform wird sehr wenig Platz benötigt.Die Stanzen verfügen dann über einen eigenen Walzenvorzug und -abzug, die das Material transportieren und die nötigeBahnspannung garantieren.

Eine autarke Rotationsstanze kommt nur dann zum Einsatz, wenn vorgelochtes Material der Profilieranlage zugeführt werdensoll. Die Produkte werden zunächst auf einer Rotationsstanze gestanzt und dann wieder als Coil aufgewickelt. So könnenverschiedene Produkte vorgestanzt und bei Bedarf profiliert werden.

Dank der einfachen Integration in bestehende Produktionslinien gibt es im Bereich Trockenbau immer weniger Profile, beidenen keine Rotationsstanztechnik zum Einsatz kommt. Die realisierte Konstruktion ermöglicht den Werkzeugwechsel fürandere Produkte in Minuten.

Überzeugende Qualität durch einfachen Schneidprozess

In der Entwicklungsabteilung der Baust Stanztechnologie GmbH wurde in der Vergangenheit nicht nur das rotative Stanzenvorangetrieben. Gleichzeitig gelang es, die Qualität der gestanzten Löcher gegenüber dem Hubstanzen zu verbessern, wassich auch auf die Profilqualität direkt auswirkt.

Die Entwicklung einer optimalen Schnittspaltgeometrie erlaubt ein teilungsgenaues Lochen bei einem nahezu gratfreienSchnitt. Die Werkzeugformen treffen durch die Radiengeometrie von oben und unten punktgenau auf das Stanzprodukt auf.Bei der Gleichlaufstanzung ergibt sich ein Schereffekt, bei dem ohne großen Kraftaufwand viele hintereinander folgendeEndloslochungen als Rundloch, Langloch oder Profilloch ermöglicht werden (Bild 1).

Hohe Lochgeschwindigkeit mit sauberer Schnittleistung kombiniert

Das Rotationsstanzen von Baust bietet inzwischen eine Kombination aus hoher Lochgeschwindigkeit, sauberer Schnittleistung,verbesserter Arbeitsleistung und geringem Energieverbrauch: Auch die Langlebigkeit der Werkzeuge und die Reduktion desMaschinenparks führen zu einer extrem hohen Wirtschaftlichkeit und somit zu einem bedeutenden Rationalisierungsgrad, dersich in allen Punkten rechnet.

Die Weiterentwicklung der Technik eröffnet außerdem fortlaufend neue Einsatzbereiche. So wurde 2008 eine neuePositioniersteuerung entwickelt, die es gestattet, die Werkzeuge asynchron zum laufenden Material zu bewegen und sounterschiedliche Lochabstände mit einem Werkzeug zu erzeugen. Dieser Vorgang des Intermittierens, der gezielten Steuerungder Relativgeschwindigkeit zwischen Werkzeugen und Material, ermöglicht variable Lochabstände.

Über die Auswahl des Werkzeugumfangs lässt sich damit die Flexibilität steigern. Auf einem größeren Umfang lassen sichmehrere Lochgeometrien unterbringen. Auch kann durch einfaches Entfernen von Stempeln, meist durch Lösen einerSchraube, das Lochbild geändert werden.

Ideal für Eckwinkel sowie UA-, Ständerwerk und Sockelprofile

Eckwinkel und Kantenprofile aus Aluminium oder Stahl sind gefragte Produkte und für die Baust-Rotationsstanze BRS 650kein Problem. Auf der gleichen Anlage können durch einen einfachen Werkzeugwechsel Ständerwerkprofile mit den typischenAusstanzungen für die Elektroinstallation produziert werden. Die verschiedenen Längen der Ständerwerkprofile und somitvariable Lochabstände können problemlos realisiert werden.

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Die benötigten Längen werden einfach in die Steuerung eingegeben und das Stanzwerkzeug bremst beziehungsweisebeschleunigt an den entsprechenden Stellen. Der Lochabstand lässt sich so flexibel programmieren. Profile für Schattenfugenund Profile zum Abhängen von Decken sind weitere Produkte, die ebenfalls auf diesem Maschinentyp rotativ gestanzt werdenkönnen. UA-Profile mit einer höheren Materialstärke von 2,0 mm werden mit der Baust-Rotationsstanze BRS 900 gefertigt(Bild 2).

Rotationsstanzen im Trockenbau auf dem Vormarsch

Die Rotationsstanze Duo BRS 650 (Bild 3) von Baust bietet dagegen mit den verschiedenen Produktbreiten die optimaleAnwendung für Sockelprofile. Zwei Stanzeinheiten stehen voreinander und können stufenlos den verschiedenenProduktbreiten angepasst werden. Die Einstellung auf die jeweilige Produktbreite kann von Hand oder automatisch erfolgen.

Die Trockenbauprofil-Herstellung gehört zu den Bereichen, in denen eine Fertigung mittels Rotationsstanze fast immer eineattraktive Option ist. Aber auch in anderen Bereichen erobert das Verfahren die industrielle Fertigung überall dort, woRohprodukte auf Coil lieferbar sind (Bild 4).

Längst werden unterschiedliche Prozesse für die Hersteller gestanzter Produkte aus Metall, Papier und Plastik umgestellt.Zuletzt hat die Firma Baust Anlagen im Bereich Sockelprofile, Kantenschutzprofile und Kabelverlegesysteme in Betriebgenommen. Man darf gespannt sein, in welchen Bereichen diese Technik in Zukunft Fuß fasst.

Mathias Langensiepen ist Leiter Marketing bei der Baust Stanztechnologie GmbH in 40764 Langenfeld.

Redakteur/Autor: Annedore Munde

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