| Aktenzeichen | 21631/01 |
| Abschlussbericht: | |
| Projektträger: | LESSMANN GmbH Lucas-Schultes-Str. 2 86732 Oettingen weitere Projekte aus der Umgebung |
| Telefon: | 09082/707-0 |
| Internet: | https://www.lessmann.com |
| Bundesland: | Bayern |
| Beschreibung: | Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Ziel war die Entwicklung einer Maschine, die für die Fertigung von Drahtbürsten hartgezogene Drähte richten, schneiden und bündeln kann. Durch den Einsatz dieser Maschine werden große Mengen von technologisch bedingten Stahldrahtschrott vermieden und es kann auf die Verwendung von vergüteten Drähten in der Bürstenindustrie weitgehend verzichtet werden. Bei der Verarbeitung hartgezogener gerichteter Drähte entfällt der energieaufwendige Vergütungsprozess des ansonsten krummen Drahtes. Hartgezogene Drähte können nur thermisch, d. h. durch Vergüten mit genügender Genauigkeit gerichtet werden. Die den Stand der Technik repräsentierenden Richtrollenwerke arbeiten ungenau und je nach Drahtsorte nicht reproduzierbar. Sollen größere Mengen gerichtet und geschnitten werden, müssen bis zu 100 Drähte gleichzeitig dem Richt- und Schneidevorgang unterzogen werden. Es war nach geeigneten Verfahren zu suchen, um mit vertretbaren Kosten ca. 100 Drähte gleichzeitig zu richten, zu schneiden und zu bündeln oder kassestieren. Durch die Reduzierung von Drahtabfall und den Entfall des Vergütungsprozesses entsteht eine deutliche CO2-Minderung. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZunächst wurde eine Voruntersuchung über das Richten von Einzeldrähten durchgeführt. Anschließend wurde das Ergebnis auf das gleichzeitige Richten von 100 Drähten übertragen. Die zum Einsatz kommende Richtmethode sollte den Draht so stark in eine definierte Krümmung biegen, dass die Ausgangskrümmung aller zu richtenden Drähte gleich ist. Ein weiterer Arbeitschritt war die Machbarkeitsstudie über das Schneiden und Bündeln der Stahldrähte. Der Schneidevorgang wird mit einem mitlaufenden hydraulisch arbeitenden Stanzwerkzeug realisiert. Die geschnittenen Drähte werden beim Schneiden in ihrer Position gehalten und anschließend in eine Kassette abgeschoben. Im Projektrahmen wurde prototypisch eine Maschine konstruiert und umfassend erprobt. Ergebnisse und Diskussion Erste Richtversuche zeigten gute Richtergebnisse. Es wurden einzelne Drähte unterschiedlicher Qualität durch ein Versuchswerkzeug manuell gezogen. Selbst Drähte, die bislang als nicht richtbar galten, konnten mit gutem Ergebnis gerichtet werden. Für die Drahtbearbeitung im Produktionsmaßstab wurden einzelne Maschinenkomponenten hergestellt und erprobt. Hauptkomponenten waren das Drahtrichtwerk, eine Abzugseinrichtung, die mitlaufende Schneideinheit und die Abschiebeeinheit mit Bündelspeicher. Die Umwickeleinrichtung wurde als zugelieferte Komponente eingesetzt. Anschließend wurde das später zum Einsatz kommende Richtwerk zum Richten von 100 Drähten mit einer Abzugseinrichtung, das die Drähte durch das Richtwerk zieht, gebaut. Das mitlaufende Schneidwerk war bereits in ähnlicher Ausführung in einer Maschine zur Herstellung von Besenstielen aus Stahlblech erprobt und im Einsatz. Das Messer mit Gegenmesser wurde komplett neu konstruiert. Hier zeigte sich, dass 100 nebeneinander liegende Drähte im Parallelschnitt nicht technisch sinnvoll zu schneiden sind. Das Schneidwerk sowie die Abschiebeeinrichtung mussten neu gestaltet werden, da bei dem neu zum Einsatz kommenden Schrägschnitt das Abschieben in den Bündelspeicher aufgrund der Zeitverzögerung nicht mehr funktionierte. Da die Drähte beim Schneiden krumm gebogen wur-den, mussten die Abläufe und damit auch die Abschiebemechanik der Maschine komplett überarbeitet werden. Dies war bei dem projektierten Maschinenkonzept nur bedingt möglich. Nach der Komponentenerprobung wurde der Prototyp konstruiert und gebaut. Im Produktionsbetrieb erwies sich die Maschine als zu störanfällig. Insbesondere wurden zu viele Drähte durch das Schneiden verbogen. Dies machte eine erneute Änderung des Schneidwerkes mit Abschiebeeinrichtung notwendig. Für einen unbeaufsichtigten Betrieb mussten weitere Bewegungsabläufe steuerungstechnisch überwacht und geschützt werden. Entsprechende Überwachungssensoren wurden in die Maschine eingebaut und mit der Steuerung verknüpft. Das Getriebe, das den Riemenzug der Drähte durch die Richtrollen transportiert, wurde im Dauerbetrieb zu warm. Deshalb wurde eine zusätzliche Ölkühlung eingebaut. In der Dauererprobung wurde ein erhöhter Verschleiß an einzelnen mechanischen Komponenten festgestellt. Diese Komponenten wurden, soweit möglich, verstärkt oder ein höherwertiger Werkstoff eingesetzt. Die Bündelung des Drahtes erfolgt mit einer Dehnfolie. Die ca. 100 Drähte werden geschnitten und in den Bündelspeicher abgeschoben. Ein Drahtbündel von ca. 40 mm Durchmesser beinhaltet ca. 12000 Drähte. Es hat sich gezeigt, dass die Reibmechanik zum Bremsen der Dehnfolie sehr sensibel eingestellt werden muss. Ist die Einstellung zu hart, reißt die Folie, ist sie zu locker, wird das Bündel nicht fest genug gewickelt und es besteht die Gefahr, dass es sich nach der Entnahme öffnet. Hier müssen mit unterschiedlichen Qualitäten von Dehnfolien weitere Versuche unternommen werden, um die Umwickelqualität zu verbessern und ein ungewolltes Lockern der Folie zu vermeiden. Die Maschine zeigt in der Dauererprobung eine deutlich bessere Richtqualität als mit den Standard-Richtrollenwerken. Der Abfall konnte deutlich reduziert werden, er beträgt geschätzt 2-3%. Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation Im Rahmen der Technologieförderung der IHK Donau Ries und Dillingen wurde die Maschine potenziellen Anwendern in einem Arbeitskreis und einer Werksbesichtigung vorgestellt. Die Maschine wird in Fortführung des Entwicklungsprojekts vom Kooperationspartner, Fa. Unimac (Zola Predosa - Italien) vertrieben. Außer dem Prototyp wurde bereits eine Maschine an einen Bürstenhersteller verkauft. Weitere Anlagen sind angeboten. Fazit Das Projekt wurde erfolgreich abgeschlossen. Der Prototyp wurde umfassend erprobt und weiter optimiert. Die modifizierte Maschine arbeitet bei der Lessmann GmbH stabil. In Fortführung des Projekts soll mit dem Drahtwerk Vom Hofe, Altena (NRW), eine neue hartgezogene Drahtsorte entwickelt werden, die für den Einsatz in Bürsten besonders geeignet ist. Dadurch wird es möglich, in der technischen Bürstenfertigung ausschließlich hart gezogene Drähte einzusetzen, zudem kann die Qualität der technischen Bürsten weiter verbessert werden. Die Chancen, die sich für die deutschen Bürstenhersteller und Draht-werke ergeben, sind vielversprechend. |
| Förderzeitraum: | 19.05.2004 - 19.05.2005 (1 Jahr) |
| Fördersumme: | 63.020,00 |
| Förderbereich: | I.1.1 |
| Stichworte: | Energie , Bauteil , Maschine |
| Publikationen: |
