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Haushaltswaren

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Mit Anlagen für die Hersteller von Haushaltswaren hat es bei Klotz einmal angefangen. Greifen Sie zurück auf ausgereifte Lösungen in unserem Portfolio oder teilen Sie uns Ihre Prüf- und Produktionsanforderungen mit. Wir finden eine Lösung. Was im „Großen“ gilt, sprich: in der Automobilindustrie, lässt sich auch auf andere Bereiche adaptieren. Know-how und Service inklusive.

Vollautomatische Produktionsanlage zur Herstellung von Zier- und Blendringen

Aufgabe: 

Ringe vom laufenden Band produzieren – ist das auch Ihr Problem?
Ziel ist die Herstellung von Zier- und Blendringen aus verschiedenen Werkstoffen für vielerlei Verwendungszwecke: Gehäuseringe für Uhren, Zier- und Blendringe für Manometer und sonstige Instrumente, Schüttränder für Kochtöpfe, Kugellagerkäfige, Herdplattenringe usw.
Das hat sicher schon manches Kopfzerbrechen bereitet, denn die Herstellung der Zierringe muss Schritt halten mit der Fertigung der Produkte, für die sie verwendet werden.

Lösung:

Wir haben das Problem aus der Welt geschafft – mit unserem Zierring-Automat. Er fertigt aus allen zur Verformung geeigneten Werkstoffen Zier-, Blend- und Gehäuseringe für die verschiedenartigsten Einsatzbereiche. Zwischen dem minimalen und maximalen Durchmesser können alle Ringgrößen mit verschiedenen Profilen hergestellt werden. Die Umstellung erfolgt durch einfaches Wechseln der Aufnahmen.

Die Rüstzeit beträgt nur ca. 2 Stunden.

Der gesamte Ablauf geschieht vollautomatisch. Die Maschine überwacht sich selbst und schaltet bei Störungen automatisch ab. Deshalb kann eine Person mehrere Maschinen bedienen – oder aber eine Maschine und gleichzeitig im Handverfahren Zwischengrößen mit kleineren Stückzahlen herstellen (auch hier bietet Klotz interessante Lösungen an; siehe halbautomatische Fertigung).

Der Zierring-Automat löst vor allem das schwierige Problem der Überlappung, das die Qualität des Ringes maßgeblich beeinflusst: Die exakte Überlappung der Ring-Enden und das Kalibrieren während des Schweißvorganges ergeben eine saubere, gleichmäßige Schweißung.

Arbeitsablauf

Ein ruhig laufender Rundschalttisch, der über ein hochwertiges, präzise arbeitendes Schrittgetriebe geschaltet wird, übernimmt den Transport des Werkstückes zu den einzelnen Stationen:

  1. Das vom Coil kommende Band wird exakt gemessen (ca. 0,05 mm), abgelängt und der Aufnahme übergeben, die gleichzeitig das Formwerkzeug für das spätere Verformen darstellt.
  2. In der Schweißstation erfolgt das Verschweißen der überlappten Ring-Enden. Besonders wichtig: Während des Schweißens wird der Ring auf Maß gehalten (kalibriert). Anschließend folgt die Prüfung des hochstehenden Ringes. Die Schweißanlage hat eine zentrale Wasserkühlung. Auf Wunsch kann jedoch mit dezentraler Kühlung gefahren werden. Als Ergänzung zu dieser Grundmaschine werden auf Wunsch eine Doppelhaspel sowie ein Bandentgrater angeboten.
  3. In Station 3 erhält der Ring seine endgültige Form. Dies geschieht in der Regel mit einer Rollvorrichtung, die hydraulisch-pneumatisch gesteuert wird. Für schwierige Formen ist eine Nockensteuerung möglich.
  4. In der Entnahmestation wird der Ring von einer Greifvorrichtung erfasst, aus dem Arbeitsbereich des Automaten gebracht und abgelegt:
    a) Einfache Ablage – der Ring wird auf einen Dorn abgelegt.
    b) Positionierte Ablage – der Ring wird genau positioniert abgelegt, so dass eine Ringaufziehmaschine nachgeschaltet werden kann.

Alternativ bietet Klotz auch eine halbautomatische Produktionsanlage sowie verschiedene andere Anlagen für die Haushaltswarenindustrie.

Halbautomatische Produktionsanlage zur Herstellung von Zier- und Blendringen

Alternativ zu den vollautomatischen Lösungen für das Fertigen von Zier- und Blendringen hat Klotz eine halbautomatische Lösung entwickelt.

Die Maschine besteht aus folgenden Komponenten:

1. Automatische Bandzuführung

Die Haspel ist während des Ablaufs wechselseitig beschickbar. Die seitlichen Führungen des Coils sind so ausgelegt, dass keine Beschädigungen am Band auftreten. Ein Umschaltgetriebe wurde so schmal ausgeführt, dass beim Bandwechsel keine Wendung der Haspel, wie üblich, notwendig ist. An einem Hebel kann die Drehzahl umgeschaltet werden. Der Motor treibt die Haspel über eine Rutschkupplung an, so dass kein ruckartiger Lauf entsteht.

Die seitlichen Coilführungen sind aus Aluminiumguss gefertigt und eloxiert.

An den Speichen der Seitenteile befinden sich exzentrische Spanner für die Coilaufnahme. Die Haspel ist mit einer Kontaktplatte ausgerüstet und gewährleistet mit dieser zusammen eine zugfreie Beschickung der Anlage bei hoher Leistung.

Auf Wunsch kann zu dieser Einrichtung ein Bandentgrater geliefert werden.

Technische Daten:

  • min. Innendurchmesser: 250 mm
  • max. Außendurchmesser: 800 mm
  • max. Gewicht: Coilgewicht 50 kg je Scheibe

2. Ablängvorrichtung

Mittels einer elektronisch angetriebenen Einziehvorrichtung wird die Länge genau vorgegeben und das Band gratfrei abgeschnitten. Dadurch haben die Fertigkeiten des Bedieners keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Ablängung. Die Maschine ist problemlos auf eine andere Größe umzurüsten, da nur entsprechende Zahlenwerte eingegeben werden müssen.

Die gesamte Steuerung wurde in einem 19”-Gehäuse eingebaut, das im Grundgestell untergebracht ist. Die Anlage ist somit sehr kompakt und wird auch kleinsten Raumverhältnissen gerecht.

3. Schweißvorrichtung

Für das Schweißen stehen zwei verschiedene Varianten zur Verfügung:

Die erste Variante geht davon aus, dass großer Wert auf den Durchmesser des geschweißten Ringes gelegt wird, was besonders bei der Montage des Ringes große Vorteile bringt.
Die zweite Variante bietet eine einstellbare und von der Gesamtlänge des Bandes unabhängige Überlappung. Die Längentoleranz des abgelängten Bandes übt keinen Einfluss auf die Schweißüberlappung aus.

Die Anlage ist mit einem 40 kW-Trafo und mit einer digitalen Schweißsteuerung ausgestattet. Zur Veränderung der Ringgröße muss bei der ersten Variante die Spannscheibe ausgetauscht werden. Die Schweißzange kann in einem Führungsschlitten dem jeweiligen Durchmesser angepasst werden. Dadurch ist eine hohe Flexibiltät und Anpassung an jede Ringgröße möglich.

Damit die Anlage autark arbeiten kann, besitzt sie ein eigenes Kühlaggregat, das im Grundgestell untergebracht ist. Schweißgeschwindigkeit und Elektrodenschweißdruck können genau geregelt werden.

Die gesamte Anlage ist mit einer SPS-Steuerung ausgerüstet, die wie das Leistungsteil für die Schweißsteuerung in einem 19”-Gehäuse eingebaut ist.

Die Schweißsteuerung kann bei präzisen Schweißungen auch mit einer Impuls-Schweißanlage ausgerüstet werden.

4. Rollenwerk

Der Antrieb des Rollenwerks ist gleichstromgesteuert, wodurch eine genaue Drehzahlanpassung an die Bandqualität sowie an den entsprechenden Ringdurchmesser möglich ist. Um die Umrüstzeiten zu minimieren, wird als Alternative ein Werkzeug angeboten, das die Auswurfvorrichtung sowie das gesamte Unterteil des Rollwerkzeuges bereits integriert hat. Durch Lösen einer Schraube ist es möglich, den Werkzeugwechsel vorzunehmen.

Der Ringauswurf erfolgt vollautomatisch und kann so gesteuert werden, dass der Ring in einen Behälter abgelegt wird.

Sowohl Rollen als auch Rollenwerkzeug sind aus hochwertigem Nitrierstahl hergestellt, um dem hohen Verschleiß standhalten zu können. Um die Sicherheitsvorschriften einzuhalten, ist die Anlage mit einer Zweihandsteuerung ausgerüstet.

Die Anlage kann im Einricht- und im Vollautomatikbetrieb gefahren werden.

Automatische Bandzuführung

Aufgabe:

Für eine Hochleistungsanlage wurde eine Haspel benötigt, die während des Ablaufs wechselseitig beschickbar sein soll.

Die seitlichen Führungen des Coils müssen stabil sein und garantieren, dass keine Beschädigungen am Band auftreten.

Außerdem müssen Coils bis 800 mm Außendurchmesser bei einem minimalen Innendurchmesser von 250 mm aufgespannt werden können.

Eine zusätzliche Bedingung ist, eine Reserveschlaufe zwischen Haspel und Maschine zu bilden.

Lösung:

Ein Umschaltgetriebe wurde so schmal ausgeführt, dass beim Bandwechsel keine Wendung der Haspel, wie üblich, notwendig ist.

An einem Hebel wird lediglich die Drehzahl umgeschaltet.

Der Motor treibt die Haspel über eine Rutschkupplung an, so dass kein ruckartiger Lauf entsteht.

Die seitlichen Coilführungen sind aus Aluminiumguss gefertigt und eloxiert.

An den Speichen der Seitenteile befinden sich exzentrische Spanner für die Coilaufnahme.

Die Haspel ist mit einer Kontaktplatte ausgerüstet und gewährleistet mit dieser zusammen eine zugfreie Beschickung der Anlage bei hoher Leistung.

Auf Wunsch kann zu dieser Einrichtung ein Bandentgrater geliefert werden.

Technische Daten:

  • min. Innendurchmesser: 250 mm
  • max. Außendurchmesser: 800 mm
  • max. Gewicht: Coilgewicht 50 kg je Scheibe

Vollautomatische Montagemaschine für Zier- und Blendringe

Aufgabe:

Der Wunsch nach hoher Flexibilität und nach Produktivitätssteigerung verlangte von uns die Entwicklung einer vollautomatischen Anlage zur Montage von Zier- und Blendringen.
Neben einer preiswerten Lösung (siehe halbautomatische Lösung) stand vor allem die Forderung nach hoher Verfügbarkeit und Belastbarkeit im Vordergrund.

Lösung:

Bei der Konzeption der Anlage konnte Klotz auf 20 Jahre Erfahrung auf dem Gebiet der Ringmontage zurückgreifen. Gleichzeitig verfügt Klotz über viel Erfahrung im Bereich der Montage und des Handlings hochempfindlicher Oberflächen, wie zum Beispiel emaillierten Gegenständen. Diese Erkenntnisse und das Wissen über die Veränderungen am Markt (z. B. kleine Losgrößen, hohe Qualität, optimale Lieferbereitschaft des Betreibers) waren die Eckpunkte der Neuentwicklung.

Das Hauptaugenmerk wurde auf die einfache Bedienung der Maschine und einen hohen Automatisierungsgrad des Bedienvorgangs gerichtet. Dies allein reicht jedoch heute nicht aus, um die Kundenanforderungen zu erfüllen.

Die Anlage wurde deshalb so konzipiert, dass ohne Umrüstarbeiten bis zu sechs Topf- und Deckelgrößen (6 Durchmesser) produziert werden können, wobei fünf Optionen zur Verfügung stehen:

  1. Bei der Zuführung müssen durchmesserbedingte Greifereinrichtungen ausgewechselt werden.
  2. Die Rolle muss auf den jeweiligen Durchmesser positioniert werden.
  3. Alle Positionen sind mit Positionsgebern ausgerüstet.
  4. Durch einen Wahlschalter kann die jeweilige Position ausgewählt werden.
  5. Ein Abtastsystem erkennt die Größe des Topfes und die Anlage stellt sich automatisch auf den jeweiligen Topf ein. Es kann also chaotisch produziert werden.
  6. Die Anlage kann für Deckel mit einer Griffmontage ausgerüstet werden.
  7. Bei der Entnahme wird das Teil in den bereitgestellten Karton gelegt, der dann abtransportiert wird.

Die gesamte Maschine ist mit modernsten Antriebs- und Steuerungssystemen ausgestattet.

Alle Ventile sind mit Signallampen für die Störungsanalyse ausgerüstet.

Auf Wunsch kann die Abluft zentral erfasst werden.

Die Bedienung der Maschine kann während des Einrichtbetriebs direkt vor der jeweiligen Station geschehen. Die dazu notwendigen Steuerpulte sind an der Arbeitsstation angebracht. Bei Schließen des Schutzgitters werden sie außer Funktion gesetzt.

Die Beschickungseinrichtung ist mit einer angepassten Halbschale versehen, die das Teil vom Förderband mit dem von Hand aufgelegten Ring übernimmt und dem Rundtisch zuführt.

Die Alternativen gehen davon aus, dass sich das Werkzeug automatisch den Größen anpasst.

Technologischer Ablauf

Das emaillierte Teil (Topf oder Deckel) kommt von der Ofenkette, wird von Hand abgenommen und kontrolliert. Anschließend wird der Ring manuell auf das Teil aufgelegt. Die Teile werden in diesem Zustand auf das Förderband gelegt, das als Stauband ausgerüstet ist, so dass eine bestimmte Stückzahl vorgelegt werden kann.

Die Vereinzelung der Übergabe geschieht bereits vollautomatisch. Zum Aufrollen oder Abdrücken des Ringes werden die Teile mittels Schleppteller gebracht. Der Schleppteller besitzt drei Leerlaufstationen, auf die auf Wunsch für Knopfmontage zurückgegriffen werden kann.

Die Entnahme des montierten Teils geschieht durch einen Greifer, der das Werkstück auf ein Förderband ablegt. Hier besteht die Möglichkeit, als Option die Teile in einen Karton einlegen zu lassen.

Bei geschlossenem Schutzgitter ist nur noch der Automatikbetrieb möglich. Nach Not-Halt kann jede einzelne Station über das Bedienfeld am Schrank mit einem Knopfdruck in die Ausgangslage gefahren werden.

Vollautomatische Produktionsanlage zur Herstellung von Springformen

Aufgabe:

Die Herstellung von Kuchen-Springformen ist sehr personalintensiv und stellt hohe Ansprüche an die Güte der Oberflächen des Endproduktes.

Für die Herstellung marktgerechter und damit preisgünstiger Springformen muss auf möglichst günstiges Material zurückgegriffen werden. Dadurch gibt es in der Regel große Schwankungen in Qualität und Abmessungen des verwendeten Rohmaterials. Bei der Verformung des Materials führt dies immer wieder zu Fertigungsproblemen.

Ziel war es, eine Anlage zu entwickeln, die wirtschaftlich produziert und gleichzeitig die obigen Probleme löst, d. h. vor allem die Materialtoleranzen berücksichtigt. Die Aufgabe umfasste den Zuschnitt des Materials, die Verformung sowie die Montage des Schlosses. Die angestrebte Taktzeit war 10 Sekunden.

Lösung:

Der Fertigungsprozess wird auf drei miteinander verkettete Anlagen verteilt, die auch einzeln betrieben werden können. Dadurch droht bei Störungen kein vollständiger Produktionsausfall.

Insgesamt umfasst die Anlage 16 Arbeitsstationen, die jeweils miteinander verkettet sind.

Im ersten Teil der Anlage wird der Streifen vom Coil abgerollt, abgelängt und gelocht. Eine zweite Version der Materialzuführung bietet die Möglichkeit, Bleche, die bereits zugeschnitten und/oder bedruckt sind, vom Stapel zuzuführen.

Der zweite Teil der Anlage ist für die Verformung zuständig. Wichtig ist ein kratzfreies Handling des Streifens und das Spannen des Streifens zum Rollen. Der Rollvorgang wird mit einem speziellen Rollwerkzeug, das mit einer Presse gekoppelt ist, durchgeführt.

Der dritte Teil der Anlage übernimmt die Montage. Das Spannschloss wird an den Ring montiert (genietet) und die Bodenseite eingerollt. Der Ring wird vollautomatisch entnommen und auf ein Band abgelegt. Anschließend wird er mit dem Boden zusammen verpackt.

Zur Erreichung einer möglichst kleinen Taktzeit war eine hohe Präzision bei den Antrieben erforderlich. Zum Schluss wurde eine Taktzeit von 4 bis 5 Sekunden erzielt.

Spezielle Spannvorrichtungen wurden entwickelt, um Beschädigungen des Produktes auszuschließen.

Die Anlage ist für den 3-Schicht-Betrieb ausgelegt.

Arbeitsgänge

  • Ablängen (alternativ: vom Stapel zuführen)
  • Ausklinken
  • Streifen abrunden
  • Bördeln
  • Schloss zuführen
  • Schloss montieren
  • Schloss befestigen
  • Bodenseite einrollen
  • Entnahme und Ablage auf ein Förderband

Technische Daten:

Taktzeit: 4 bis 5 sec.
Bedienpersonal: 1 Person (bei Coil-Betrieb)
Bisher hergestellte Größen: 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30 (weitere sind möglich)
Anschlusswert: 380 V, 60 A
Steuerung: SPS
Platzbedarf: ca. 35 qm

Streifen-Transportiergerät

Streifen-Vereinzelung

Montagemaschine für Ringe

Aufgabe:

Die Anforderungen an den Randschutzring bei emaillierten Töpfen haben sich in den letzten Jahren erheblich gewandelt. Der Schutzring ist ein Gestaltungselement des Topfes geworden. Deshalb haben auch die Problemstellungen bei der Montage eine andere Richtung genommen. Das Aufquetschen des Ringes ist nicht mehr möglich, da die Ausschusszahlen viel zu hoch und das Design unmodern geworden sind. Es war deshalb ein neues Verfahren zu entwickeln.

Lösung:

Die Topfaufnahme sitzt auf einer vertikalen Achse, die von einem regelbaren Motor angetrieben wird.

Die zum Einrollen notwendige Bewegung in vertikaler Richtung wird von einem pneumatisch-hydraulisch gesteuerten Zylinder durchgeführt. Die Genauigkeit der Positionierung (0,02 mm) ist hierbei von ausschlaggebender Bedeutung.

Das Signal wird von einem berührungslosen Sensor gegeben.

Der Weg ist einstellbar.

Der Doppelschlitten mit Ober- und Unterschlitten trägt das Rollwerkzeug. Mittels einer Feineinstellung lässt sich die Rollwerkzeug-Führung an den Topf andrücken. Diese Feineinstellung ist notwendig, um den Zierring nicht zu deformieren und das Topfemail nicht zu beschädigen.

Der Einrollvorgang erfolgt mittels Vertikalhub.

Dieses Kombinationsverfahren gewährleistet eine einwandfreie Montage des Schutzringes.

Zur Bedienung der Anlage wird eine leistungsfähige elektronische SPS-Steuerung (frei programmierbar) verwendet. Die Steuerung ist in einem isolierten Schaltkasten untergebracht und so gegen Umwelteinflüsse geschützt.

Alle Positionen sind während des Einstellvorgangs manuell ansteuerbar. Dadurch wird der Einrichtvorgang optimiert, d. h., die Rüstzeit verkürzt und der Ausschuss minimiert. Des weiteren kann ein Zyklus vollautomatisch abgefahren werden.

Eine Zweihand-Sicherheitssteuerung gewährleistet eine sichere Bedienung.

Die Anlage ist für den 3-Schicht-Betrieb ausgelegt.

Die elektronische Drehzahlregelung entspricht internationalem Standard.