Transfluid Komplexe Fertigungszelle biegt Heizspiralen vollautomatisch

Rohrteile für Spiralwärmetauscher sind komplex und stellen hohe Anforderungen an die Rohrbearbeitung. Um die beiden Rohrausläufe präzise und parallel zu biegen sowie zusätzlich die Enden zu bearbeiten, wurde kundenspezifisch ein Automatisierungssystem zur vollautomatischen Bearbeitung entwickelt.

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In der Klima- und Heizungstechni,k aber auch im Anlagenbau kommen Spiralwärmetauscher zum Einsatz. Herzstück bei ihrer Herstellung ist ein sehr komplexes Rohrteil. Besondere Anforderungen an die Rohrbearbeitung sind hierbei etwa ein präzises paralleles Biegen der beiden Rohrausläufe oder eine stirnseitige Dichtfläche, zusätzlich zur Gewindeabdichtung. Die Experten von Transfluid haben so im Kundenauftrag ein Automationssystem für Heizspiralen mit seitlichen Anschlüssen für Rohre von 21,3 bis 42,4 mm Durchmesser konzipiert. Die effiziente Neuentwicklung konnte mit der individuell angepassten T-motion-Technik, dem intelligenten Automationssystem für optimale Rohrbearbeitungsprozesse, umgesetzt werden (Bild 1 und 2).

Spiralen werden vor dem parallel Biegen exakt gemessen

Mit „t motion“ bietet die Transfluid Maschinenbau GmbH ein durchgängiges Konzept für das Rohrbiegen und Rohrumformen an: So können alle Maschinen für die Rohrbearbeitung automatisch beladen und auch in vollständige Fertigungszellen eingebunden werden. Hierbei wird die Transfluid-Technik effektiv mit Beladesystemen, Lagersystemen, Zuführungen für Werkstücke oder dem kompletten Handling ergänzt (Bild 4).

Bei dem vollautomatischen Bearbeitungsprozess der Rohre werden die Heizspiralen nach dem Rollformprozess von einem Roboter entnommen und einer rechts/links-biegenden Sonder-Dornbiegemaschine zugeführt. Diese spezielle Biegemaschine ist in der Lage, die beiden Rohrausläufe exakt parallel zu biegen – und zwar sowohl wenn die Abgänge stirnseitig sind als auch wenn diese seitlich abgeführt werden. Um die notwendige Präzision und Prozesssicherheit zu erreichen, wird die Spirale vom Roboter erst in eine Messanlage gelegt, die die Spiralendurchmesser und Abgangslängen automatisch exakt erfasst.

Stirnseitige Dichtflächen werden zusätzlich abgedichtet

In der gleichen Anlage werden auch die Enden weiterbearbeitet. Ein besonderer Kundenwunsch beim Fertigungsprozess war es, neben dem Gewinde, das zur Abdichtung verwendet wird, auch eine stirnseitige Dichtfläche zu erzielen. Diese Fläche wird nach dem Einbau mit einem weiteren Element zusätzlich abgedichtet. Die Lösung der südwestfälischen Ingenieure: Ein Roboter mit Doppelgreifer übernimmt die Spiralen aus der Biegemaschine und übergibt sie der Bearbeitungsanlage. Die bereits vor dem Biegevorgang ermittelten Maße werden hier nochmals verarbeitet, um sicherzustellen, dass auch beide Enden in der Länge und im Abstand zur Wendel exakt gleich sind.

Anschließend werden die beiden Rohrenden orbital spanlos getrennt. Dann wird der Bereich kalibriert, in dem später das Gewinde liegt, und die stirnseitige Dichtfläche angebracht. In einem weiteren Schritt schneidet die Transfluid-Fertigungszelle die Gewinde und bearbeitet die stirnseitige Dichtfläche spanend nach.

Das Handling und die Positionierung der Spiralen war sehr schwierig und anspruchsvoll in der Umsetzung, denn diese Spiralen sind einerseits relativ instabil, andererseits auch sehr schwer. Dennoch konnten alle an der Entwicklung dieser Anlage beteiligten Mitarbeiter die Anforderungen zu 100 % erfüllen. Das T-motion-Automationssystem lässt sich von einer Person bedienen und überzeugt auch durch seine Taktzeit von 90 s für die gesamte Bearbeitung (Bild 3).

Zuführeinheit transportiert Teile durch eine Schleuse in die Fertigungszelle

Um die vorgewickelten Spiralen abzulegen, verfügt die Fertigungszelle über eine Zuführeinheit, die die Teile automatisch durch eine Schleuse in die Fertigungszelle transportiert. Für den nachfolgenden Prozess werden die Spiralendurchmesser und Abgangslängen automatisch vermessen. Die Streuungen der Spiralenfertigung werden erfasst, in einem Leitrechner umgesetzt und die Korrekturdaten an die Biegemaschinen übermittelt.

Ein Roboter mit Doppelgreifer ermöglicht die sichere Beladung der beiden Biegemaschinen und der Rohrbearbeitungslinie. Zum Rechts/Links-Biegen von Heizspiralen sind zwei Sonder-Dornbiegemaschinen von Transfluid im Einsatz. Ihre technischen Besonderheiten: Sie bieten eine Verdrehwinkeleinheit in Sonderausführung, um die Spiralen an den Enden und zwischen den Wendeln greifen zu können. Das Rechts/Links-Biegen ist mit einem Biegekopf möglich. Die Biegeanlagen sind sehr kompakt aufgebaut. Nur so ist ein Biegen zwischen den Spiralwicklungen möglich und es können eine oder zwei Biegungen Radius in Radius ausgeführt werden. Bis auf die Spannvorgänge wird die Anlage servoelektrisch angetrieben.

Sonderbearbeitungsanlage mit vier Bearbeitungsstationen

Die Sonder-Endenbearbeitungsanlage für Rohrdurchmesser von 21,3 bis 42,4 mm ist mit vier Bearbeitungsstationen ausgestattet:

• Die erste Station ermöglicht ein orbitales spanloses Trennen von außen nach innen und einen Trennschnitt bis 150 mm. Durch effektives Nachsetzen sind mehrere Trennschnitte möglich. Die Auswerfeinheit ist mit einer Restkontrolle ausgestattet. Beide Enden werden nacheinander getrennt.

• Station zwei bietet eine dreistufige Staucheinheit zum Reduzieren, Konifizieren und zur Flächenanpressung.

• Die dritte Bearbeitungsstation ist die Gewinderollstation zum Anrollen von kegeligen Gewinden EN 10226-1 und NPT-Gewinden.

• Das spanende Planen der Stirnfläche der Rohre übernimmt die vierte Station.

Die Transporteinheit spannt vertikal zentrisch, um zu gewährleisten, dass die seitlichen Rohrabgänge automatisch immer zur Mitte jeder einzelnen Bearbeitungseinheit ausgerichtet sind. Der Ausgleich der unterschiedlichen Spiralenhöhen erfolgt servoelektrisch horizontal. Die Spiralen werden mit einem Roboter dem Taktband der Bearbeitungslinie zugeführt und mit einem speziellen servoelektrischen Handlingsystem an die Ablagestation übergeben. MM

* Benedikt Hümmler ist Geschäftsführer Konstruktion/Produktion bei der Transfluid Maschinenbau GmbH in 57392 Schmallenberg, Tel. (0 29 72) 97 15-0, info@transfluid.de

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