Bild: igus
Einfache Lösung für extreme Ansprüche

Die Systemlösung „Twisterband“ der Kölner Igus GmbH sorgt für zuverlässige Energieversorgung bei der aufwendigen und sehr komplexen Kleinteilefertigung von Technischer Keramik bei der Sembach GmbH & Co. KG in Lauf an der Pegnitz.

Tradition ist gefragt in Lauf an der Pegnitz. Gleichzeitig ist die kleine Stadt nahe Nürnberg ein Synonym für technische Keramik. Beides hat mit Oskar Sembach zu tun. Denn er gründete 1904 die Speckstein-Steatit-Gesellschaft, den Vorgänger der heutigen Sembach GmbH & Co. KG. Mit der Gründung seines Unternehmens legte er den Grundstein für die moderne Steatit-Industrie. Sein Erfindergeist war ausschlaggebend für die Entwicklung des Formgebungsprozesses Trockenpressen, den das Unternehmen wie auch die anderen Hersteller in der Branche noch heute verwenden. Oskar Sembach markierte somit gleichzeitig den Anfang der gesamten technisch-keramischen Industrie in Lauf. Mittlerweile blickt Sembach auf eine über 100-jährige Tradition zurück, beschäftigt 250 Mitarbeiter und bietet den Kunden drei verschiedene Formgebungsverfahren für keramische Komponenten an. Das in vierter Generation familiengeführte Unternehmen gehört heute zu den führenden internationalen Anbietern Technischer Keramik.


Der Werkstoff hat eine lange Geschichte: Bereits in den ersten Telefonen waren Bauteile aus technischer Keramik enthalten. Heute sind beispielsweise im Automobilbereich mehrere Bauteile der Lambda-Sonde daraus gefertigt. Auch im VW-Käfer wurde bereits technische Keramik eingesetzt. Sie ist hitzebeständig, verschleißfest und ein guter Isolationswerkstoff. Weitere Anwendungsfelder sind Hausgeräte, wie etwa Glaskeramikkochfelder, oder auch Maschinen und Anlagen, medizinische Gerätetechnik sowie Energietechnik. Und zudem hat Keramik eine schöne Haptik, wenn sie poliert ist und eignet sich für dekorative Objekte. Einsatzmöglichkeiten reichen vom Fahrzeug-Interieur über hochwertige HiFi-Anlagen bis hin zu Kaffeemaschinen. „Da entsteht ein neuer Markt, den wir uns erschließen wollen“, erklärt Martina Sembach, Leiterin der Unternehmenskommunikation. „Gerade auch Schmuckstücke wirken durch die glänzende Oberfläche und die kühl-edle Haptik der technischen Keramik sehr exklusiv.“

 

Nahezu eine Milliarde keramische Bauteile


„Man darf technische Keramik nicht mit Keramikprodukten etwa aus dem Sanitärbereich verwechseln, sondern es geht um hochpräzise Teile“, erklärt sie. Gefertigt werden die Komponenten mit drei passgenauen Herstellungsverfahren: Trockenpressen, Extrusion und Spritzguss. „Man könnte sagen, wir fertigen alles, was in eine Hand passt“, so Martina Sembach. Man stelle also keine riesigen, sondern kleine Teile her. Davon allerdings sehr viele – nahezu eine Milliarde keramische Bauteile produziert das Unternehmen jährlich für den nationalen und internationalen Markt. Die Maschinen und Anlagen bei Sembach müssen an die Fertigung dieser hohen Stückzahlen angepasst werden, denn Keramik ist ein abrasiver Werkstoff und bei der Bearbeitung entstehen große Mengen Staub. Eine hohe Belastung für die eingesetzten Maschinen. „Wir setzen bei der Keramikfertigung unter anderem Roboter mit einem zwölfkanaligen Drehverteiler und Metalldichtung ein“, erläutert Christian Dörner, Leiter Technisches Design Automation bei Sembach. Dadurch, dass man auch mit Vakuum arbeite, werde der feine Staub, der beim Trockenpressen entsteht, angesaugt und verursache Ablagerungen in den Metallführungen. Dies wiederum führe dazu, dass die Metalldichtungen trotz Feinstfilterelementen irgendwann klemmen und der Drehverteiler sich nicht mehr drehen lässt, wodurch es zu einem kostspieligen Stillstand komme. Dem habe man bei Sembach durch regelmäßiges Reinigen versucht entgegenzuwirken, was aber auch lediglich wenige Wochen gehalten hat. Also habe man jedes Mal den Drehverteiler ausbauen und reinigen müssen, was zu hohen Ausfallzeiten und enormen Kosten führte. „Selbst mit Filterelementen und regelmäßiger Reinigung war die Standzeit gerade einmal wenige Wochen“, bemängelt Christian Dörner. Also musste eine andere Lösung her.

 

Twisterband als wartungsfreie Energieführung


Hier kommt der Energieführungsspezialist Igus ins Spiel. Christian Dörner kennt das Unternehmen, seit er bei Sembach arbeitet. Energieführungen aus dem Hause Igus kommen hier bereits in verschiedenen anderen Anwendungen zum Einsatz. Daher wusste Christian Dörner, dass für Igus auch besonders kniffelige Aufgabenstellungen kein Problem darstellen. Der Kontakt für diesen speziellen Anwendungsfall kam schließlich während der Motek 2014 in Stuttgart zustande. Werner Pecher, Technischer Verkaufsberater E-Kettensysteme bei Igus, hatte schnell eine Vorstellung, wie man Christian Dörners Problem lösen könnte und schlug die Verwendung des Twisterbands vor. Dabei handelt es sich um eine spezielle Energieführung, mit der kostengünstig und verschleiß-/wartungsarm Drehbewegungen auf engstem Raum realisiert und dabei Energie, Daten und Medien sicher geführt werden können.


Schnell war Christian Dörner von dieser Lösung überzeugt, die doch fast alle gestellten Kriterien lösen konnte: „Unsere wichtigste Anforderung war ganz klar Prozesssicherheit, also ein robustes, verschleiß- und damit wartungsfreies Produkt“, verdeutlicht er. Weitere Kriterien waren die Kosten und die Produktivität. „Das Angebot, das uns Igus machte, war preislich sehr attraktiv“, erinnert Christian Dörner sich. Und auch die Standzeiten und die damit höhere Produktivität können sich sehen lassen: Das erste Twisterband ist jetzt ein Dreivierteljahr im Einsatz. „Es scheint auf jeden Fall langlebiger als das vorherige Bauteil zu sein“, urteilt Christian Dörner. Wie viel langlebiger werde sich in den nächsten Monaten entscheiden.

 

Twisterband passt in kleinste Einbauräume


Dank seiner kompakten und modularen Bauweise eignet sich das Twisterband zudem bestens für den Anwendungsfall Roboter, denn es lässt sich in kleinste Einbauräume einpassen und baut sehr schlank um die Drehachse. Außerdem sind verschiedene Einbaulagen, wie horizontal, vertikal und kopfüber, realisierbar. Zudem erlaubt es 7000 Grad und mehr Drehbewegung horizontal und bis zu 3000 Grad in vertikaler Einbaulage sowie eine Drehgeschwindigkeiten bis 360 Grad pro Sekunde. Alles perfekt also? Fast: Für den Roboter mit einer Traglast von drei Kilogramm war das Gewicht des Twisterbands zu hoch, denn Basis- und Grundplatte sind in der Serienausführung aus Metall. Das ging, so Christian Dörner, „gewichtstechnisch schon in einen Grenzbereich rein, denn der Greifer selbst und die 75 Teile – auch wenn wir nur von ein paar Gramm je Teil reden – wiegen ja auch Einiges.“ Dadurch seien die maximalen Tragkräfte der Robotik überschritten worden. Doch auch hier hatte Igus-Berater Werner Pecher eine Idee. Sein Vorschlag: die Metallplatten am Twisterband durch Aluminium zu ersetzen. „Das war die Lösung, denn damit sind wir von der Materialdichte her um einen Faktor drei runtergegangen und entsprechend auch dreimal leichter geworden“, freut sich Christian Dörner. Und das habe dann letztendlich funktioniert. Ein Glück, wie er findet, denn es gab keine wirklichen Alternativen. „Hätte das nicht geklappt, hätten wir mit der vorhandenen Lösung mit all ihren Unzulänglichkeiten leben müssen“, sagt Christian Dörner.

 

Erwartungen erfüllt


So aber seien die bisherigen Erfahrungen mit dem Twisterband durchweg positiv, die Werker am Roboter sehr zufrieden. „Unsere Erwartungen haben sich von Anfang an erfüllt. Zudem haben uns insbesondere Beratung und Service überzeugt, denn bei Igus wird sehr lösungsorientiert gearbeitet – so wie bei uns auch“, zeigt sich Christian Dörner zufrieden. Kein Wunder also, dass er für das Twisterband bereits eine weitere Anwendung in der Sembach-Fertigung identifiziert hat.

www.sembach.de
www.igus.de

 

Beitrag aus dima 3/2016:

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