Längsteilanlagen

Bleche mit sensiblen Oberflächen sauber schneiden

Metallbänder mit aufwändig bearbeiteten Oberflächen – von gebürstet bis hochglanzpoliert – werden heute für immer mehr Anwendungen verlangt. Doch schon kleinste Kratzer machen die Ware meist zum Ausschuss. Bei Burghardt + Schmidt empfiehlt man daher bei sensiblen Oberflächen zum Teilen der Bänder je nach Anforderungsprofil zwei unterschiedliche Anlagenkonzepte.

Für schmale Bänder mit empfindlichen Oberflächen empfehlen sich Längsteilanlagen ohne Schlaufen. Dadurch kann auch auf ein Bremssystem verzichtet werden. Quelle: Burghardt + Schmidt GmbH

„Generell muss man sich beim Schneiden empfindlicher Oberflächen vollkommen auf die Anlage verlassen können, da die Bänder sofort aufgewickelt werden“, erklärt Thomas Baral, Geschäftsführer des Schneid- und Richtmaschinenbauers Burghardt + Schmidt. Obwohl die Toleranzen hinsichtlich Optik und Funktionalität in allen Branchen immer geringer werden und bereits kleine Abweichungen, die bei der Bearbeitung entstehen, eine Charge wertlos machen können, ist ein nachträgliches Polieren oder Glätten von Fehlern dadurch praktisch ausgeschlossen. Selbst Nachkontrollen sind höchstens stichprobenweise möglich. „Grob gesagt: Entweder die Qualität stimmt oder nicht. Es gibt keine Kompromisse bei der Einhaltung der Qualitätsvorgaben“, so der Experte. Das gilt für Zierteile und Edelstahl-Blenden ebenso wie für Leiterbahnen oder Reflektoren in Lampen. Selbst bei der Herstellung von Kronkorken wird mittlerweile auf eine makellose Oberfläche geachtet, um dem Kunden ein wertiges und ansprechendes Produktbild präsentieren zu können. Speziell weiche Werkstoffe wie Aluminium und Kupfer oder Materialien, die im Vorfeld bereits gebürstet, lackiert oder poliert wurden, stellen hier eine Herausforderung dar.

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Um bei Anlagen mit Schlingengrube Bremsschäden zu vermeiden, werden Vakuumbremsen verbaut. Diese saugen die Bänder an der Unterseite an, die Oberfläche wird dabei nicht berührt und bleibt entsprechend makellos. Quelle: Burghardt + Schmidt GmbH

Herkömmliche Längsteilscheren lassen sich für derartige Anwendungen nicht einsetzen, weil raue Rollen, ungleiche Bandzüge und Geschwindigkeiten sowie mechanische Bremssysteme zu Druckstellen, Kratzern oder ausgerissenen Stellen führen würden, wie Baral ausführt: „Bandzug und Bremsen sind die Hauptprobleme in diesem Bereich. Ist der Zug nicht konstant, kann es zu Relativbewegungen in der Schere kommen, was einen sauberen Schnitt verhindert und Riefen auf der Überfläche erzeugen könnte.“ Selbst die gängige, indirekte Zugmessung, die die wirkenden Kräfte an der Motorleistung abschätzt, reicht hier nicht aus, da sie zusätzliche Effekte wie etwa die Reibung außer Acht lässt. Auch Versuche, die Bänder mittels Vliessstoff-beschichteter Bremsrollen zu bremsen, seien wenig zielführend: „Solche Systeme erfordern in jedem Fall einen leichten Vorzug, wofür man die Oberfläche berühren muss – und das birgt Schadensrisiken.“

Konstanter Zug und sensible Bremsen schützen die Oberfläche

Eine wesentliche Rolle für die hochqualitative Bearbeitung empfindlicher Materialien spielt die Schere. Präzisionslängsteilscheren mit spielfrei gelagerten Messerwellen sorgen hier für saubere, gratarme Schnittkanten und verhindern unerwünschte Beschädigungen der Bandoberfläche. Quelle: Burghardt + Schmidt GmbH

Bei Burghardt + Schmidt empfiehlt man daher bei sensiblen Oberflächen je nach Anforderungsprofil zwei unterschiedliche Anlagenkonzepte: Für sehr schmale und dünne Bänder werden Längsteilanlagen ohne Schlaufen vor oder nach der Schere hergestellt. Auf diese Weise arbeiten die Maschinen mit Direktzug, so dass auf Bremsen ganz verzichtet werden kann. Damit bleibt als kritischer Faktor nur die Gleichförmigkeit des Bandzugs auf der Ab- und der Aufwicklerseite. Um hier konstante Werte zu gewährleisten, wird eine elektronische Tänzerregelung vor der Längsteilschere mit einer direkten Zugmessung danach kombiniert. Die Messung erfolgt mittels Dehnungsstreifen in Zugmessdosen, die in die Lager der Umlenkrollen vor den Aufwicklern integriert sind, wodurch der faktische Zug-Wert ermittelt werden kann. Dieser wird per Software mit den voreingestellten Werten abgeglichen und gegebenenfalls automatisch feinjustiert. Das Verfahren hat zudem den Vorteil, dass sich die permanente Zugkorrektur auch positiv auf die Schnittqualität auswirkt. Die geschnittenen Bänder lassen sich anschließend je nach Empfindlichkeit wahlweise einzeln oder zu mehreren auf die Aufhaspeln wickeln.       

Zum Ermitteln der tatsächlich wirkenden Zugkräfte sind direkte Messungen erforderlich, idealerweise mittels einer Messdose mit Dehnungsstreifen im Lager einer Umlenkrolle. Quelle: Burghardt + Schmidt GmbH

Bei breiten Eingangsmaterialien, großen Bunddurchmessern und hohen Durchlaufgeschwindigkeiten bis zu 400 m/min kann dagegen auf eine Schlingengrube nach der Schere nicht verzichtet werden, da sich sonst die unterschiedlich langen Bänder nicht alle gleich straff aufwickeln ließen. Indem die Bänder unterschiedlich tief in die Grube hängen, werden solche Längendifferenzen ausgeglichen, allerdings wird dadurch auch eine Bremse vor den Aufhaspeln erforderlich. Hierzu liefert B+S zusätzlich zur Tänzerregelung spezielle Vakuumbremsrollen, die die Oberseite der Bänder nicht berühren. Statt wie bei Plattenbremsen das Material einzuklemmen, was die Oberfläche beschädigen kann und Beschichtungen regelrecht abreibt, werden die Streifen durch Unterdruck mit der Unterseite an die Rolle angesaugt. Diese wiederum wird generatorisch gebremst, wodurch es kaum zu Relativbewegungen zwischen Band und Rolle kommt. „Dadurch kann diese Technologie als einzige die Schadenfreiheit der Oberfläche garantieren“, so Baral.

Präzisionsscheren und Messsysteme für saubere Schnittbilder

Viele Branchen stellen heute hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität ihres Bandmaterials. Dies betrifft repräsentative Sichtteile... Quelle: Lupo / pixelio.de

Als weitere Maßnahmen zum Schutz der empfindlichen Ware werden bei beiden Anlagenvarianten sämtliche produktberührenden Rollen und Walzen mit Polyurethan beschichtet, um Metall-auf-Metall-Kontakte zu verhindern. Darüber hinaus spielt die verwendete Längsteilschere eine entscheidende Rolle für die Schnittqualität und eine sorgfältige Bearbeitung des Materials. Dazu werden die Präzisionsscheren bei Burghardt + Schmidt nicht nur vorab auf den jeweiligen Werkstoff abgestimmt, sie sind zudem mit hochpräzisen Wälzlagerungen und einer spielfreien Überschnitteinstellung ausgestattet, wodurch zu jeder Zeit eine exakte Positionierung der Messer sichergestellt wird.

....ebenso wie Komponenten, deren einwandfreie Funktion von der Unversehrtheit der Oberflächen abhängt. Bild: Klicker / pixelio.de

„Durch diese Scherenkonstruktion in Verbindung mit der schonenden Materialführung und den kontrollierten Bandzügen wird erreicht, dass die Qualität der auslaufenden Bänder immer jener der einlaufenden Bleche entspricht – unabhängig davon, wie hoch die Oberflächengüte des Eingangsmaterials ist,“ fasst der Experte zusammen. Zur Kontrolle der Schnittqualität – vom Schnittgrat über den Kanteneinzug bis zur Deformation – empfiehlt Baral zusätzlich Messungen mit dem neu entwickelten Messgerät EP 300. Die moderne Messtechnik erlaubt es dabei mittlerweile, Proben unterschiedlicher Längen und Dicken ohne lange Vorbereitung und berührungslos direkt vor Ort zu untersuchen. Auch werden die Systeme ständig weiterentwickelt, um ein breiteres Probenspektrum möglichst präzise prüfen zu können. Schon heute sind mit dem Lateral Chromatic Imaging-Verfahren (LCI) Auflösungen von 2,2 x 10 µm bei einer Genauigkeit von 1 µm realisierbar. So lässt sich gewährleisten, dass die Bänder trotz sensibler Oberfläche und geringen Toleranzen den Wünschen des Kunden entsprechen. kf

Blechexpo, Halle 8, Stand 8410

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