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Prima Klima dank sicherer Verbindungslösung

10.06.2008
Selten wird die Qualität einer kraftschlüssigen Verbindung derart auf die Probe gestellt, wie in einem Ventilator. Die Geräte zur Regelung von Luftströmen unterliegen bei genauer Betrachtung jedoch über einen langen Lebenszyklus hinaus höchsten Beanspruchungen. Bei der Ziehl-Abegg AG sind seit über 12 Jahren Pias-Einstanzmuttern sowohl unter Qualitäts- als auch unter Kostenaspekten als Verbindungselemente fest etabliert.

Der Ventilatorhersteller aus Künzelsau gehört zu den Trendsettern Branche und gilt auch als einer der führenden Systemanbieter in der Antriebstechnik. Das Leistungsspektrum des Ventilatoren-Portfolios umfasst Anwendungen im Bereich der Wärme- und Kältetechnik genauso, wie Reinraum-, Agrar- oder Bahntechnik. Speziell in den Rotordimensionen von 200 mm bis 1250 mm zählt das Traditionsunternehmen mit einer Wochenproduktion von mehr als 30.000 Einheiten zu den Weltmarktführern.

Seit 1995 vertraut Ziehl-Abegg auf die Zusammenarbeit mit Arnold & Shinjo. Die Verbindungsspezialisten gehören zum weltweit agierenden Würth-Konzern und verfolgen die Philosophie, Verbindungselemente direkt in das Blech zu pressen oder stanzen. Mit Erfolg, denn wo immer lösbare Verbindungen in der blechverarbeitenden Industrie höchsten Anforderungen entsprechen müssen, kommt das Unternehmen mit seinen Lösungen ins Spiel.

Spätestens dann, wenn die Verbindung später zur Wartung oder Reparatur lösbar sein muss. Das Einstanzmutter-/Schraube-Konzept sorgt dafür, dass die Verbindung später etwa bei Wartungsarbeiten problemlos geöffnet und anschließend positionsgenau wieder verschraubt werden kann.

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Extremen Witterungsbelastungen gewachsen

Pias-Einstanzmuttern werden bei Axialventilatoren unterschiedlicher Ausprägungen eingesetzt, die vor allem unter Sicherheitsaspekten höchste Qualitätsansprüche erfüllen müssen. Sie zeichnen sich durch ein vergleichsweise hohes Eigengewicht von bis zu 50 kg aus und produzieren unter Umständen entsprechend hohe Ausreißkräfte.

Zusätzlich belasten widrige externe Faktoren die Funktionalität des Außenläufermotor-Konzepts. Installiert als Wärmetauscher auf den höchsten Dächern der Welt, sind sie beispielsweise am bekannten, 312 m hohen Hotel Burj al Arab in Dubai extremen und kurzfristigen Temperaturstürzen von etwa 50ºC in der arabischen Mittagszeit, bis zu unangenehmen Minusgraden in der Nacht ausgesetzt.

Konstruktionsbedingt belasten die Schwingungen des Rotors besonders die Verbindungselemente der Motoraufhängung zwischen Ventilator und Gehäuse. Korrosionseffekte in Meeresnähe oder chemische Einflussfaktoren wie Ammoniak in der Landwirtschaft stellen diese Kontaktpunkte vor weitere qualitative Herausforderungen. Vielfach in unmittelbarer Nähe von Arbeitsplätzen oder zur Belüftung von besucherintensiven Veranstaltungsplätzen wie Messen oder Stadien angebracht, müssen sie zwangsläufig höchsten Sicherheitsanforderungen genügen.

Verbindung hält ein Leben lang

Pias-Einstanzmuttern haben sich unter diesen Voraussetzungen als Verbindungselemente erwiesen, die auch unter extreme Bedingungen weit über den Produkt-Lebenszyklus hinaus sämtliche sicherheitsrelevanten Prüfungen erfolgreich absolvieren.

Im Rahmen zerstörender Dauerversuche im Ziehl-Abegg-eigenen Entwicklungs- und Versuchslabor stellten die Verbindungen ihre Leistungsfähigkeit über die gesamte Zeitschiene unter Beweis: „Eine Versuchsanordnung sah beispielsweise anstatt der betriebsüblichen Druckbelastung eine Belastung der Einstanzmutter unter Zug in Verbindung mit starker Unwucht vor. Während die gestanzte Verbindung stabil überdauerte, riss die Blechperipherie ein“, weiß Patrick Neumaier, Maschinenbautechniker Konstruktion, der bei Ziehl-Abegg dieses Projekt verantwortete.

Dabei ist das Prinzip der Einstanzmutter simpel. Das Verbindungselement wird durch ein standardisiertes Werkzeug lagerichtig an die Verarbeitungsstelle herangeführt und die Mutter positionsgenau eingestanzt. Der Stanzbund stanzt ein Loch in das Blech, anschließend wird das Blech in das Verbindungselement gepresst. Der Stanzabfall wird durch die Matrize abgeführt.

Als entscheidender Wettbewerbsvorteil hat sich die Tatsache erwiesen, dass Arnold & Shinjo gleich die zum Produkt passende Verarbeitungstechnik mitliefert. Die maßgeschneiderte Systemlösung besteht aus Stanzkopf und Matrize. Zusätzlich liefern die Verbindungsspezialisten die notwenige Förder- und Steuertechnik. Lediglich das Werkzeug entwickelten die Ventilatorenhersteller selbst.

Die Kombination ermöglicht einen Verarbeitungsprozess, der bis zu 8-mal schneller ist, als das vorher eingesetzte Verfahren. Wurde bei der konventionellen Lösung in der Vergangenheit die Mutter einzeln eingenietet, erlaubt das neue Konzept die zeitgleiche Einbringung von bis zu vier Stanzmuttern in einem Arbeitsgang.

„Die Verbindungselemente werden über Schläuche an das Werkzeug geführt und dort über einen Multiverteiler an die jeweiligen Stanzköpfe verteilt. Gleichzeitig reduziert der Multiverteiler im System die konventionell benötigten Schnittstellen zum Werkzeug“, erläutert Thomas Idler, Vertriebsleiter Export bei Arnold & Shinjo die Funktionsweise.

Zusätzlich setzt das System Akzente unter qualitativen Aspekten. Einstanzmuttern garantieren eine hohe Prozesssicherheit. „Durch die Verarbeitung im Werkzeug sind erheblich geringere Positionstoleranzen notwendig, als bei der Einzelelement-Variante. Die Mutter stanzt sich das Loch selbst und ist daher exakt im Bauteil positioniert. Der relative Lochabstand zueinander bleibt stets gleich, es existieren keine Toleranzen zwischen den Muttern untereinander“, so Idler weiter.

„Arnold & Shinjo ist für uns nicht nur ein seit Jahren verlässlicher Lieferant, sondern vor allem in technologischer Hinsicht ein strategischer Partner im zunehmenden Wettbewerb“, beschreibt Patrick Neumaier von Ziehl-Abegg die Charakteristika der Zusammenarbeit.

Annedore Munde | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/index.cfm?pid=1496&pk=123782

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