Industrieanzeiger 01-02.2021

erhöht dadurch die Qualität der Schweißverbindung.“
Da herkömmliche Pneumatikeinheiten
oftmals keine Fein-Regulierung ermöglichen,
kann es bei der Ausübung der Kräfte
zu einem ungenauen Verlauf kommen. Das
wiederum wirkt sich direkt auf die Schweißkraft
aus und hat ungleichmäßige Verbindungen
zur Folge. „Der Vorgang des
Schweißens soll beispielsweise bei einem
Funkschlüssel nur etwa 0,5 Sekunden dauern“,
so Unser. „Gleichzeitig wird dieser
Prozess cirka 40 mal pro Minute wiederholt.“
Die Pneumatikkomponenten sind jedoch
in der Regel mit Schläuchen versehen,
sodass sich die Wege für die Druckluft und
damit auch die Zykluszeit verlängern.
„Zudem mussten wir bisher die Pneumatikeinheiten
unserer Schweißgeräte selbst
zusammenbauen“, berichtet Unser. „Diese
bestanden aus mehreren Kleinteilen wie
Ventilen und Schrauben.“ Das ermöglicht
Fehler beim Montieren. Die Schläuche wiederum
waren anfällig für Knicke, was beim
Schweißen zu Problemen bei der Druckzufuhr
oder sogar zu Leckagen führen konnte.
Ausfallzeiten und Verzögerungen im Betrieb
wurden dadurch unvermeidlich.
Um diesen Problemen zu begegnen,
wandte sich Weber Ultrasonics an die
Konstandin GmbH, die als Spezialist für
Pneumatik und Pneutronik langjährige
Erfahrung mit kompakten Bauteilen im
Druckluftbereich hat. Als Lösung wurde
eine individuelle Pneumatikplatte auf Basis
des Modells ZK3133 konzipiert, die auf
Schläuche zur Leitung der Druckluft verzichtet
und dank eines eingebauten Proportionalventils
extrem präzise arbeitet.
„Über dieses lässt sich die Druckluft zur
Steuerung der benötigten Kräfte mit maximaler
Genauigkeit von 0,012 bar regulieren.
Realisiert wird das über eine Piezo-
Ansteuerung in Abhängigkeit von der elektrischen
Spannung“, erklärt Mathias Kraft,
Leiter Technik bei Konstandin. „Sie stellt
sicher, dass die Sonotrode weder zu fest
noch zu sanft auf dem Werkstück aufsitzt, je
nachdem, in welcher Phase des Schweißprozesses
sich die Anlage befindet.“
Gleichzeitig bieten das kompakte Design
der Platte und die schlauchlose Konstruk -
tion den Vorteil, dass die benötigte Luft
ohne Umwege zugeführt werden kann. Das
Umschalten zwischen den einzelnen Kräften
erfolgt schneller. Die Zykluszeit verringert
sich und es lassen sich mehr Schweißvorgänge
in der gleichen Zeit durchführen.
Durch den Verzicht auf eine Verschlauchung
entfallen auch die Risiken von Leckagen
und abgeknickten Leitungen. Die
komplette Druckluftverteilung findet direkt
durch Kanäle innerhalb der Pneumatik -
platte statt. „Ein weiterer Vorteil ist die
einfache Bauweise und Fertigung aus einer
Hand ohne Beteiligung von fremden
Herstellern“, so Kraft. Die Montage bei
Weber gestaltet sich dadurch besonders
leicht: „Da die Platte keine Schläuche benötigt
und nur ein einziges elektrisches Kabel
aufweist, das angeschlossen werden muss,
können hier praktisch keine Fehler unterlaufen“,
bestätigt Unser. „Das gewährleistet
einen zuverlässigen Betrieb.“
Auch die Wiederholgenauigkeit ist mit
der Pneumatikplatte sichergestellt. Dank
eines zusätzlichen Fein-Druckreglers kommt
es bei der Einstellung von Trigger-, Schweißund
Haltekraft auch nach zahlreichen
Arbeitsgängen nicht zu Ungenauigkeiten in
Bezug auf die Parameter. Die pneumatische
Regulierung des Schweißprozesses verläuft
präzise, schnell und 100-prozentig wiederholgenau,
sodass ein exaktes Umschalten
von einer spezifischen Kraft auf die nächste
im Millisekundenbereich möglich ist. Die
gleichbleibenden Ergebnisse sichern wiederum
die Effizienz der ganzen Anlage, da es zu
fast keinem Ausschuss an fehlerhaft geschweißten
Produkten kommt.
„Wir haben bereits vor diesem Projekt
mehrere Kooperationen mit Konstandin
erfolgreich durchgeführt und dabei immer
sehr gute Erfahrungen gemacht“, fasst
Unser zusammen. „Neben den überzeugenden
Produkten wie der Pneumatikplatte
beeindruckten uns die kurzen Entscheidungswege,
konstruktive Lösungsvorschläge
sowie eine detaillierte Dokumentation
der Prozesse. Weitere gemeinsame Projekte
sind bereits in Planung.“ •
Julian Carlos Betz
Journalist in München
Eine Playmobil-Figur in der Mache: Die Sonotrode an der Spitze des Schweißkopfes überträgt beim
Schweißvorgang die entstandenen Schwingungen auf das jeweilige Werkstück. Bild: Weber Ultrasonics
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