Wie Schnutz Festigkeit und Leichtbau vereinbart

Leichtbauweise ist in der Automobilindustrie gefragter denn je. Aber besonders Fahrzeugsitze und deren Befestigungselemente müssen den enormen Kräften widerstehen, die bei einem Unfall auf das Auto einwirken. Um auch bei geringerem Gewicht eine hohe Belastbarkeit zu gewährleisten, werden hierfür hochfeste Werkstoffe verbaut. Informationen des Handelsblatts zufolge wird der Anteil an hochfesten Stählen in Automobilen weiter steigen und zwar von 15 Prozent 2017 auf knapp 40 Prozent im Jahr 2030. Die bisher verwendeten Anlagen vieler Automobilzulieferer sind für die Bearbeitung dieser Materialien oftmals nicht ausgelegt. Der weltweit tätige Automobilzulieferer Adient hat daher nachgerüstet: Die Pressenlinien des Werks wurden in Solingen um drei leistungsfähige Bandzuführanlagen mit Hochleistungsrichtmaschinen der Schnutz GmbH erweitert. Die neuen Anlagen ermöglichen eine einwandfreie Zuführung und eine problemlose Verarbeitung der besonderen Werkstoffe bei perfekter Planlage.

„Vor der Vergabe der Aufträge führte Adient umfangreiche Tests bei unterschiedlichen Anbietern durch. Das Ziel war es, zu erkennen, ob die Anlagen für die komplexen und mehrstufigen Umformprozesse von hochfestem Stahl geeignet waren“, berichtet Dr.-Ing. Lutz-Stefan Henrich, Geschäftsführer der Schnutz GmbH. „Da wir über jahrelanges Know-how im Richten von anspruchsvollen Werkstoffen wie hochfesten Stählen und Aluminium verfügen, erhielten auch wir eine entsprechende Anfrage.“ Im Siegener Technikum konnte Schnutz den Automobilzulieferer im Rahmen der gemeinsamen Richtversuche von der Qualität seiner Anlagen überzeugen. Deswegen entschied sich Adient dazu, seinen Maschinenpark für die Bearbeitung hochfester Werkstoffe um drei Bandzuführanlagen samt Hochleitungsrichtmaschine von Schnutz zu erweitern.

Im Presswerk von Adient in Solingen werden auf mehreren Linien Sitzschienen hergestellt. „Das verwendete hochfeste Material erfordert eine besondere Behandlung, um die gewünschte Planlage bei optimaler Eigenspannung im Bandmaterial zu erreichen“, so Henrich. „Nur wenn die Geometrie der Richtmaschine zum jeweiligen Produkt passt, lassen sich beste Ergebnisse erzielen.“ Daher analysierte Schnutz mithilfe von Simulationsprogrammen die Arbeitsprozesse und das plastische Umformverhalten der verwendeten Werkstoffe, sodass die Anlagen entsprechend den kundenspezifischen Anforderungen modifiziert werden konnten. Mit den Ergebnissen dieser Richtversuche war es den Fachleuten des Unternehmens möglich, die entscheidenden Konstruktionsparameter wie beispielsweise Anzahl und Durchmesser der Richtwalzen auf das Material des Kunden abstimmen.

„Für Befestigungselemente in der Automobilindustrie muss trotz des geringen Gewichts gleichzeitig auf eine hohe Belastbarkeit Wert gelegt werden“, berichtet Henrich. „Die Sitzschienen werden daher aus hochfesten Stahlwerkstoffen gefertigt. Gleichzeitig muss aber auch auf ein hohes plastisches Formänderungsvermögen der eingesetzten Stahlwerkstoffe geachtet werden.“ Der mit steigenden Steckgrenzen einhergehende hohe Umformwiderstand der Stähle stellt dabei besondere Anforderungen an die eingesetzte Anlagentechnik.

Bei den neuen Anlagen handelt es sich um jeweils eine Richtmaschine mit integrierter Einführeinheit, um einen Bundhubwagen, einen Abhaspel, eine Schlaufenausrüstung und die entsprechende Automatisierung samt Sicherheitstechnik. „Die Coils werden vom Bundhubwagen auf den Abhaspel geschoben“, erläutert Henrich den Prozess. „Dazu werden sie automatisch auf der Höhe des Haspeldorns platziert. Nachdem das Coil dort gespannt wurde, wird es so gedreht, dass der Bandanfang nach dem Lösen des Bindebandes auf dem Einführtisch zum Liegen kommt.“ Nach dem Öffnen des Bindebandes wird es von einem Einführtreiber durch die Richtmaschine und über den Überleittisch dem Vorschubtreiber der Presse zugeführt.

Eine besondere Herausforderung beim Richten hochfester Stähle stellt die sogenannte Schüsselform dar – eine Krümmung quer zur Bandlaufrichtung. Wird sie nicht beseitigt, kann die weitere Verarbeitung in einer Presse extrem behindert oder sogar verhindert werden. „Daher ist es wichtig, dass nicht nur die Coilkrümmung an sich behoben wird, sondern dass auch eine optimale Planheit in Bandlaufrichtung besteht“, erklärt Henrich. „Dies wird durch die besondere konstruktive Gestaltung der Schnutz-Richtmaschinen erreicht.“ Auf diese Weise garantieren die neuen Anlagen, dass die Werkstoffe auch nach der weiteren Umformung die vorgegebenen Form- und Lagetoleranzen einhalten. Adient zeigte sich besonders zufrieden damit, dass die Schüsselform auch bei hohen Materialfestigkeiten sicher beseitigt werden kann.

Positiv wurde von Adient außerdem der hohe Automatisierungsgrad der Anlagen empfunden. „Dabei haben wir natürlich auch auf entsprechende Sicherheitsvorkehrungen geachtet“, berichtet Henrich. „Besonderes Augenmerk haben wir auf die Beladung des Abhaspels und die Schnittstelle zum Bundhubwagen gerichtet.“ Seit Anfang 2018 wurde der Maschinenpark im Adientwerk in Solingen schrittweise um die Bandzuführanlagen samt Hochleistungsrichtmaschinen erweitert. Die erste Anlage wurde im Januar und die zweite Anlage im April implementiert, während die dritte Anlage planmäßig in der zweiten Jahreshälfte folgt. „Die Ausbringung des erweiterten Maschinenparks konnte dadurch bei höchster Qualität nahezu verdoppelt werden“, resümiert Henrich. „Damit ist Adient am Standort in Solingen bestens für die Herausforderungen der Zukunft vorbereitet.“