Mechanische Pressen mit solider Stahlkonstruktion und robuster Mechanik trotzen in der Regel selbst höchster Dauerbelastung durch lange Lebensdauer, Einsatzzeiten von mehr als dreißig Jahren sind keine Seltenheit. Gegen den Verschleiß kritischer Komponenten sind sie – insbesondere bei häufigen Werkzeugwechseln – jedoch nicht gefeit. Zudem können sowohl veränderte Markt- oder Sicherheitsanforderungen als auch eine für die gebotene Wirtschaftlichkeit nicht mehr ausreichende Produktivität oder Qualität eine Umrüstung erfordern.
Ein Stößel im Dauereinsatz
Das traf auch auf eine schnelllaufende Zani-Presse mit 2.000 t Presskraft, Transfer und Folgeverbundwerkzeug zu: Auf ihr fertigt ein Automobilzulieferer rund um die Uhr mit 40 Hüben pro Minute Kopfstützenschienen für einen Premiumfahrzeugbauer. Hohe Hubzahlen, Blechstärken und immer höhere Zugfestigkeiten der Bleche bedeuteten für den Stößel eine permanente Grenzbelastung. Vermehrt auftretende Risse kündeten bereits seit mehreren Jahren das bevorstehende Ende seiner Lebenszeit an und machten schließlich einen Neubau unumgänglich. Mit der Aufgabe, einen komplett neuen Stößel zu konstruieren und berechnen, betraute der Automobilzulieferer Ropa Pressentechnik.
Maßhaltigkeit war gefragt
Der neue Stößel muss nicht nur sehr präzise arbeiten, sondern auch die auftretenden Kräfte abfangen können, da das Werkzeug nicht der gesamten Tischlänge entspricht. Der vorhandene Stößel hatte eine Durchbiegung von dreieinhalb Zehnteln pro Meter, wodurch auch das Werkzeug entsprechend stark belastet wurde. Die Herausforderung bei seinem Neubau begann mit den für die Konstruktion benötigten Maßen. Ein Ausbau kam nicht in Frage, da die Presse während der rund fünfmonatigen Bauzeit des neuen Stößels im Einsatz war. Folglich hieß es für Ropa, die geforderte Maßhaltigkeit der Neukonstruktion auf Basis von Berechnungen zu gewährleisten.
Für diese Aufgabe bewährte sich einmal mehr die Expertise vom Ropa-Gründer Werner Rothärmel, der jeden Maschinentyp kennt und Retrofitting seit über 30 Jahren aus dem Effeff beherrscht. Er erstellte die Grundkonstruktion und -berechnungen für einen neuen Stößel inklusive Ersatz von Motor, Schmierverteilern, Getriebe, Druckpunkten und Lager.
Mit Jebens auf der sicheren Seite
Nach Kundenfreigabe und FEM-Berechnung übernahm Ropa auch Fertigung und Montage der vier, jeweils 4,5 t schweren, Druckpunkte. Gegen die Option, die Druckpunkte aus Guss zu fertigen, entschied sich Ropa wie immer mit Blick auf die Zeitschiene und Kosteneffizienz. Stattdessen fräste das Unternehmen sie aus Vollmaterial.
Da der Stößel mit 90 t Fertiggewicht für Ropa das bislang schwerste, von Grund auf selber neu konstruierte und berechnete Bauteil war, wollte der Pressenspezialist auch bei den Schweißkomponenten auf Nummer sicher gehen. Deshalb beauftragte er mit der Fertigung von Stößel und Führungsrohren Jebens.
Alle Schweißnähte neu berechnet
Die Dimensionen des Stößels waren enorm: 66 t schwer, 2.600 mm hoch, 2.200 mm breit und 6.000 mm lang. Doch die eigentliche Herausforderung lag in den fehlenden Schweißzeichnungen. Alle Schweißnähte mussten nach den Zeichnungen von Ropa durch einen Schweißfachingenieur bei Jebens neu berechnet und ausgelegt werden. Für Marc Baumeister, verantwortlicher Konstrukteur bei Ropa, war das der ausschlaggebende Punkt, diesen Auftrag an Jebens zu vergeben. „Die haben wirklich kompetente Schweißfachingenieure, auf die man sich verlassen kann.“
Vom Brennschneiden über Richten der Einzelteile, Schweißnahtvorbereitung, Sandstrahlen der einzelnen Komponenten, Heften und Schweißen bis zum Glühen erfolgte die Umsetzung im Werk in Nördlingen. Dabei galt es außerdem, alle relevanten Bereiche, an denen der Stößel mehr Kraft aufnehmen muss, besonders stark anzufasen. Die dadurch wesentlich höhere Abdeckung der Schweißnaht im Stößel – mit bis zu hundertprozentiger Anbindung – erhöht ihre Robustheit deutlich. Jedoch erforderte diese Vorgabe auch entsprechend längere Schweißzeiten. Dank leistungsfähiger Geräteausstattung, hoher Schweißkompetenz und perfekt getakteten Arbeitsabläufen konnte Jebens dennoch den von Ropa vorgegebenen engen Zeitrahmen einhalten.
Ein perfektes Ergebnis
Zu dem zeitoptimierten Prozessablauf trug auch der eigene XXL-Glühofen bei. Mit 15 m Länge, 5,8 m Breite und 3,8 m Höhe ist er auf so große Kaliber ausgelegt. Nach Spannungsarmglühen, Strahlen und Grundieren übernahm der Brennschneidspezialist auch den Transport zur anschließenden mechanischen Bearbeitung des 60 t Kolosses bei einem Partnerunternehmen.
Mit dem fertigen Stößel ist Marc Baumeister hochzufrieden. Er lobt: „Jebens ist perfekt, was Schweißen angeht.“ Bei Ropa wurde dieser Stößel vormontiert und sorgfältig abgestimmt, anschließend wieder demontiert und lackiert. Auch die Installation von Schmierung und Elektrik sowie Transport und Montage übernahm der Pressenbauer. Das Ergebnis spricht für sich: Mit einer Durchbiegung von nur knapp über ein Zehntel pro Meter gewährleistet der neue Stößel das geforderte Plus an Produktivität und Prozesssicherheit.
Dazu hat laut Marc Baumeister auch die Zusammenarbeit der Unternehmen und die hohe Einsatzbereitschaft der Jebens-Mitarbeiter beigetragen: „Die Firma liefert noch echte schwäbische Qualität,“ so der Ropa-Konstrukteur. Für ihn ist diese von Jebens gelebte Einstellung auch Teil der eigenen Firmenphilosophie: „Wir kommen alle aus dem deutschen Maschinenbau und wissen Qualität zu schätzen – ebenso wie unsere Kunden.“ Deshalb ist nicht nur die Montage des Stößels Made in Germany, sondern auch jedes Fertigungsteil.