Integrierter Drehteller für die flexible 2K-Fertigung - Krauss Maffei

■
AUTOMOBILBAU • WERKZEUGTECHNIK
D ie
Integrierter Drehteller für
die flexible 2K-Fertigung
Werkzeugtechnik nach Maß. Für ein neues Pkw-Mittelkonsolenkonzept wurde
ein 2K-Werkzeug entwickelt, bei dem der Drehteller sich nicht in der Aufspann-
platte befindet, sondern direkt im Werkzeug integriert ist. Der Verarbeiter kann das
Werkzeug in Kombination mit einer Beistellspritzeinheit flexibel auf unterschied-
lichen Maschinen einsetzen.
Bild 1. Blick ins Drehtellerwerkzeug für die Konsolenträger-Fertigung auf einer
Spritzgießmaschine des Typs KM 1300-12000 MC
UWE STEINMEYER
Otto Kunststoffverarbeitung
Crock GmbH ist auf die Herstellung
großvolumiger Bauteile wie
Mülltonnen, Behälter, Paletten sowie Teile
für die Automobilindustrie, den Bausektor
etc. spezialisiert. Als Fertigungstechniken
werden das 1K- und 2K-Spritzgießen
in Sperrschieber- und Umlegetechnik,
die Gasinnendrucktechnik und
das 2-Farben-Spitzgießen eingesetzt.
Somit waren die Voraussetzungen für
die Fertigung eines Grundträgers für eine
Pkw-Mittelkonsole in 2K-Technik für
die Automobilindustrie erfüllt. Den Auftrag
dazu erteilte der Systemlieferant Fau-
recia. Das komplexe Bauteil wiegt etwa
1000 g – davon entfallen 90 % auf die
Hartkomponente aus PP mit 15 % Glasfaser.
Die Weichkomponente, ein thermoplastisches
Elastomer, hat einen Anteil
von rund 10 %. Hinzu kommen spezifische
Anforderungen: „An den Konsolenträger
müssen zahlreiche Anbauteile
präzise montiert werden. Da kommt es
darauf an, dass die Spaltmaße genau stimmen“,
erläutert Helmut Herb, Prokurist
bei Otto. „Außerdem muss der Konsolenträger
Anti-Knarz-Anforderungen erfüllen
und den Bestimmungen des Kopfaufschlagsicherheitsbereichsentsprechen.
Dafür werden bestimmte Bereiche
mit der Weichkomponente umspritzt.“
Mit der schwierigen Aufgabe wandte
sich Otto an den Werkzeug- und Formenbauer
Erich Schweiger GmbH & Co.
KG.„Zunächst stellte sich natürlich die
Frage“, erinnert sich Geschäftsführer Anton
Schweiger, „für welches 2K-Konzept
wir uns entscheiden. Für ein Werkzeug
mit Sperrschiebern ist die Weichkomponente
zu komplex gestaltet. Bei der Umsetztechnik
wären wir mit inakzeptablen
Schwindungsproblemen konfrontiert gewesen.
Daher entschieden wir uns für ein
Drehtellerwerkzeug.“
Bei der Drehtellertechnik wird nach
der Herstellung des Vorspritzlings die gesamte
bewegliche Werkzeughälfte um
180° gedreht. Im hier beschriebenen Anwendungsfall
kommt der Vorspritzling
aus PP in die Kavität für den folgenden
Spritzvorgang. Dort wird er mit der
Weichkomponente umspritzt.
Sechs Tonnen in fünf Sekunden
auf den Kopf gestellt
Normalerweise können solche Werkzeuge
nur auf speziell dafür ausgelegten
Mehrkomponentenmaschinen betrieben
werden, weil sich der Drehkranz in der
beweglichen Aufspannplatte befindet.
„Wir benötigten aber eine flexible Lösung
– ein Werkzeug, das auf verschiedenen
Maschinen einsetzbar ist“, erklärt Helmut
Herb. Schweiger schlug deswegen vor, den
Drehteller komplett in das Werkzeug zu
integrieren.„Wir hatten schon bei früheren
Projekten Werkzeuge mit integriertem
Drehteller gebaut und daher auf diesem
Gebiet Erfahrungen gesammelt“, so
Anton Schweiger,„neu bei diesem Projekt
war für uns die Größenordnung: das Gesamtgewicht
der Form liegt immerhin bei
16 t. Die Auswerferseite des Werkzeugs,
die in fünf Sekunden um 180° gedreht
88 © Carl Hanser Verlag, München Kunststoffe 3/2004

Bild 2. CAD-Darstellung der beiden Werkzeughälften
Bild 3. Dimensionsprüfung am 2K-Bauteil
mit einer Zeiss-Messmaschine bei der Erich
Schweiger GmbH & Co. KG
Bild 4. Fertigungszelle KM 1300-12000 MC
für den Konsolenträger bei der Otto Kunststoffverarbeitung
Crock GmbH
Kunststoffe 3/2004
wird,wiegt 6 t – das ist wegen der großen
Schwungmasse eine besondere Herausforderung.“
Trotzdem lohnte sich der Aufwand: Da
sowohl in der Fertigung bei Otto als auch
im Technikum bei Schweiger Maschinen
der MC-Baureihe von Krauss-Maffei im
Einsatz waren, konnte das Werkzeug flexibel
an beiden Standorten bis zur Serienreife
bemustert werden. Die ersten Versuche
fanden bei Schweiger auf einer KM
1000-8100 MC statt. In der Serienfertigung
wird das Werkzeug auf einer KM
1300-12000 MC, nun in Crock, eingesetzt.
Helmut Herb: „Der integrierte
Drehteller stellt für uns auch ein Absicherungskonzept
für die termingerechte
Fertigung dar. Denn im Notfall können
wir das Werkzeug in unserer Fertigung
auch auf anderen Maschinen einsetzen,
um pünktlich zu liefern.“
Flexibilität durch modulare
Maschinentechnik
Die zusätzlichen Beistell-Spritzaggregate,
mit der die MC-Maschinen für die 2K-
Technik bei Schweiger und bei Otto umgerüstet
wurden,können ebenfalls an verschiedenen
Maschinen eingesetzt werden.
Durch das modulare Konzept können die
2K-Bauteile also auf jeder Maschine der
passenden Größe gefertigt werden. Ein
weiterer Vorteil der MC-Maschinen besteht
darin, dass die Erweiterung der
Steuerung für den integrierten Drehteller
unkompliziert und störungsfrei mit der
Maschinensteuerung kommuniziert.
Die Automobilindustrie legt auf
Schnelligkeit großen Wert. Für die Konstruktion
und die Fertigung des Werkzeugs
stand deshalb nur
wenig Zeit zur Verfügung.
„Zwischen dem Zeitpunkt,
an dem uns die verbindlichen
CAD-Daten
des Bauteils vorlagen, und
der Serienreife des Werkzeugs
lagen nur 24 Wochen“,
sagt Anton Schweiger
nicht ohne Stolz. „In
den ersten acht Wochen
erstellten wir das Grundkonzept
und die Werkzeugkonstruktion.
Die
Materialbeschaffung
nahm zwei Wochen in Anspruch.
Die eigentliche
Werkzeugfertigung fand
in den darauf folgenden
Wochen statt. In dieser
Phase gab es noch Änderungen
am Bauteil, weil es
AUTOMOBILBAU • WERKZEUGTECHNIK ■
Im Profil: Werkzeug- und
Formenbau Schweiger
Das 1962 gegründete Unternehmen Erich
Schweiger GmbH & Co. KG Werkzeug- und
Formenbau mit Sitz in Uffing am Staffelsee
beschäftigt etwa 60 Mitarbeiter. Mit einer
eigenen Konstruktion und Fertigung konzentriert
sich Schweiger vor allem auf die Herstellung
hochwertiger Spritzgießwerkzeuge
für technisch anspruchsvolle Teile. Schwerpunkte
sind 2K-Werkzeuge und Feuchtpolyester-Formen
mit einem Gewicht von bis zu
16 Tonnen. Das Unternehmen bietet seinen
Kunden einen Komplettservice: Im Technikum
können Bemusterungen bis zur Serienreife
unter Einsatzbedingungen durchgeführt
werden. Für die Erstellung von Erstmusterprüfberichten
steht eine Zeiss-Messmaschine
zur Verfügung.
www.schweiger-formenbau.de
in der ursprünglichen Form die erforderlichen
Crashtests nicht bestanden hätte.
Deswegen wurden noch sechzig Verstärkungsrippen
integriert. Das zog einen
aufwändigen Prozess nach sich, insbesondere
weil das Werkzeug ja zwei Kerne
hat.“
Serienreif in 24 Wochen
Um acht Wochen zeitversetzt begann
Schweiger mit der Fertigung eines zweiten
Werkzeugs für die Rechtslenkervariante.
Die damit hergestellten Bauteile sind
für Fahrzeuge bestimmt, die in Märkte
mit Linksverkehr wie Großbritannien,
Indien, Südafrika oder Australien gelie-
Bild 5. Erfolgreiche Partner (v.l.n.r.): Franz Freisl, Anton Schweiger
(beide Erich Schweiger GmbH & Co. KG) und Helmut Herb
(Otto Kunststoffverarbeitung Crock GmbH)
V
89

■
AUTOMOBILBAU • WERKZEUGTECHNIK
Im Profil: Otto Kunststoffverarbeitung
Crock
Die Otto-Gruppe erzielt einen weltweiten
Jahresumsatz von 500 Mio. EUR. Der wichtigste
Geschäftsbereich sind Entsorgungssysteme,
auf technische Teile entfallen rund
10 % des Gesamtumsatzes. Die Otto Kunststoffverarbeitung
Crock GmbH mit Sitz im
thüringischen Crock generiert mit Kunststoffteilen
unter anderem für die Automobilund
Haushaltsgeräteindustrie ein Umsatzvolumen
von etwa 15 Mio. EUR. Am Standort
Crock sind 110 Mitarbeiter beschäftigt, davon
20 im Werkzeugbau. Der Schwerpunkt
der Spritzgießfertigung liegt bei Maschinen
mit Schließkräften zwischen 6500 und
40 000 kN. 2K-Teile können mit Schließkräften
bis 23 000 kN produziert werden.
www.okc-crock.de
fert werden. Schweiger: „Wir waren mit
der ersten Konstruktion gar nicht fertig
und haben gleich mit der zweiten losgelegt.
Wir wussten noch nicht einmal, ob
das erste Konzept überhaupt funktio-
niert. Da wurde es dann richtig spannend.“
Aber das Vertrauen, das Otto der Erfahrung
und dem Know-how des Formenbauers
entgegenbrachte, war gerechtfertigt:
Bei der ersten Bemusterung
im Hause Schweiger produzierte das
Werkzeug nur 24 Wochen nach Beginn
des Projekts bereits voll funktionsfähige
Bauteile, so dass die Serienfertigung wenig
später beginnen konnte.
Eine halbe Million Bauteile
mit einem Werkzeug
Otto wird sich aufgrund der Erfolge weiterhin
verstärkt im 2K-Bereich engagieren.
Helmut Herb: „Das nächste Projekt
ist eine 2K-Radlaufschale. Unsere Stärke
liegt darin, dass wir 360 Tage im Jahr produzieren.
So sind wir in der Lage, die hohe
Stückzahl von 500 000 Teilen mit einem
Werkzeug und einer Maschine abzudecken.“
Nach den guten Erfahrungen
bei der Mittelkonsole wird Otto auch bei
der Radlaufschale mit den Partnern
Schweiger und Krauss-Maffei zusammenarbeiten.
■
DER AUTOR
Werkzeugmachermeister UWE STEINMEYER, geb.
1952, ist bei der Krauss-Maffei Kunststofftechnik
GmbH, München, in der Kundenberatung und Projektierung
auf dem Gebiet Spritzgießwerkzeuge tätig.
SUMMARY PLAST EUROPE
INTEGRATED ROTARY
PLATFORM FOR
FLEXIBLE TWO-COMPONENT
PRODUCTION
CUSTOMISED MOULD TECHNOLOGY. Moulds
featuring rotary platform technology can usually only
be employed on dedicated multi-component machines
because the turntable is located in the movable
platen. For a new car central console, a twocomponent
mould has been developed in which the
rotary platform is integrated into the mould directly.
This gives processors the flexibility to use the mould
in combination with a side injection moulding unit on
any machine of appropriate size.
NOTE: You can read the complete article
by entering the number PE102831
on our website at www.kunststoffe.de/PE.