Wie leichte CFK-Komponenten den Maschinenbau verändern

Leicht, stabil und flexibel einsetzbar: Composites spielen ihre Vorteile auch im Maschinenbau aus. Beim Autozulieferer Schuler zeigt sich, wie das Material die Effizienz steigern kann und sich gemeinsame Entwicklung auszahlt.

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Manchmal sind Revolutionen unscheinbar. Wenn sie bei der Firma Schuler die alten und neuen Traversen ihrer Karosseriepressen nebeneinanderlegen, erkennen nur Eingeweihte den Unterschied. Traversen sind unscheinbare rohrartige Maschinenteile, wie man sie in vielen Industrien einsetzt. Bei der neuen Traverse fallen lediglich die schwarzen Komponenten auf, die das Bauteil moderner erscheinen lassen. Allerdings geht es bei den schwarzen Komponenten weniger um die Optik. Durch sie ist die Traverse vor allem deutlich leichter als vergleichbare Bauteile aus Aluminium oder Stahl. Der Grund: Die schwarzen Komponenten bestehen aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK), die die SGL Carbon in ihrem Werk in Meitingen baut.

Composites sind entscheidend für die Effizienz und Präzision

Warum das ein Vorteil ist, kann Jürgen Klinger erklären. Klinger ist Sales Manager für die Technologie-Sparte der SGL Carbon. Er ist mitverantwortlich dafür, neue Entwicklungen an den Kunden zu bringen, darunter auch die neue Traverse die in Zusammenarbeit mit Schuler entwickelt wurde. „Unsere CFK-Komponenten sind 80 Prozent leichter als vergleichbare aus Stahl, und immer noch 50 Prozent leichter als Aluminium“, erklärt er den Unique Selling Point. Die extreme Leichtbauweise werde immer dann zum Vorteil, wenn Komponenten weit von der Achse der Maschine abstehen, sagt Klinger. „Das ist für die Balance entscheidend.“

Schuler ist einer der weltweit führenden Hersteller für Industriepressen. Mit denen wird alles von Spülbecken bis zu Motorenteilen hergestellt, vor allem aber Fahrzeugkarosserien. Das Entscheidende: Für eine Karosserie braucht es nicht nur einen Pressvorgang, die Bleche werden gleich durch mehrere Maschinen getrieben. Damit das reibungslos funktioniert, transportieren sie spezialisierte Transfersysteme von Station zu Station. „Und in diesen sogenannten CrossbarFeedern von Schuler befindet sich unsere CFK-Traverse, mit denen die Bleche angeheben und überbracht werden“, erklärt Klinger.

Zurück zu Stahl will und kann an neuralgischen Punkten im Maschinenbau eigentlich niemand mehr.

Jürgen Klinger, Sales Manager für Industrielle Anwendungen bei der SGL Carbon 

Vor etwa 14 Jahren hat die SGL Carbon die neue Traverse in enger Zusammenarbeit mit Schuler entwickelt. „Wir kooperieren schon seit Langem, dadurch hat Schuler uns großes Vertrauen bei der Entwicklung entgegengebracht“, berichtet Klinger. Und das zahlte sich aus: Die neueste Generation der Traverse am CrossbarFeeder von Schuler ist eine wichtige Komponente für die Erreichung der Ziele des Unternehmens: Die Steigerung von Output und Nutzungsdauer. Dies wird unter anderem dadurch erreicht, weil CFK-Komponenten deutlich weniger schwingen als vergleichbare Teile aus Stahl oder Aluminium, erklärt Klinger. „Vor allem Schwingung wollen wir bei Karosseriepressen unbedingt vermeiden. Das wirkt sich doppelt positiv aus. Zum einen wird für den Transport der Karosserieteile weniger Raum benötigt und das steigert den Output. Zum anderen reduziert sich die Belastung auf den CrossbarFeeder.“, erklärt Markus Gebhard, Gruppenleiter Transfersystem Automotive bei Schuler.

Denn Schwingungen erhöhen den Verschleiß und wirken sich über die Zeit ungünstig auf den prozesssicheren Transport der Karosserieteile aus. „In enger Zusammenarbeit mit den Experten der SGL Carbon haben wir daher immer weiter an dem Design der Traverse gearbeitet. Mittlerweile sind sogar die Anschraubpunkte der Traverse aus CFK. Im Vergleich zur alten Konstruktion wurde die Funktion einer Stahlkomponente in die CFK-Traverse integriert. Das hat in Summe 4 Kilogramm Gewicht eingespart und noch mehr Präzision gebracht“, berichtet Gebhard.

Mittlerweile sind CFK-Komponenten wie z.B Greiferschienen beim Pressen von Klein- bis Großteilen für viele Anwendungen Standard und haben Aluminium oder Stahl ersetzt. „Zurück zu Stahl will und kann da eigentlich niemand mehr“, sagt Klinger. Die Anwendungsfelder im Maschinenbau seien aber auch darüber hinaus vielseitig, weil die SGL Carbon die Teile für jeden Kunden individuell herstellt. So lassen sich auch Kleinstserien produzieren, wie sie viele Maschinenbauspezialisten des deutschen Mittelstandes benötigen.

Zahlen & Fakten

80
80
Prozent weniger Gewicht bringen CFK-Traversen im Vergleich zu Stahl-Bauteilen auf die Waage.
Iimmer noch
50
50
weniger wiegen CFK-Bauteile im Vergleich zu Aluminium.

Darüber hinaus werden CFK-Komponenten im Maschinenbau auch schon bei Werkzeug- und Pressenherstellern eingesetzt, sei es für die Herstellung von Möbelscharnieren oder von kompletten Karosserieteilen. Bei der Planung und Realisierung auch von Prototypen und kleiner Serien hilft im Werk in Meitingen mittlerweile auch das SGL-eigene Lightweight Application Center (LAC), in dem Kunden eine individuelle Beratung für ihre Komponentenwünsche erhalten. Zwar sei die SGL nicht allein auf dem Markt, doch anhand von Erfolgsgeschichten wie Schuler sei man auch im industriellen Bereich hervorragend als Zulieferer und Partner aufgestellt, meint Klinger: „Der effiziente und innovative Einsatz von Faserverbund steht dabei für uns immer im Vordergrund, ganz im Sinne des Kunden.“ 

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Jürgen Klinger, Technical Sales Manager SGL Carbon
Jürgen Klinger
Technical Sales Manager Business Unit Composites - Fibers & Materials der SGL Carbon

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