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Presse-Information von Krott & Heuter

Warmumformen von Schraubenköpfen und Stiften

Krott & Heuter
Dreistern-Matrize beschleunigt das Warmstauchen um bis zu 30 Prozent

Krott - Warmstauchen

 

Nur noch das Erwärmen bestimmt die Taktzeit.

Stolberg, den 4. November 2019   Der Sondermaschinenhersteller Krott + Heuter hat eine neue Maschinenserie vom Typ ZKSTA für das Warmstauchen von Schraubenköpfen und Stiften entwickelt, die bei einem namhaften Hersteller von Schneidstempeln und Auswerferstiften die Bewährungsprobe bestanden hat. Das Herzstück der Maschinen ist ein eigens entwickelter dreiflügeliger Matrizenstern, der die Vorgänge „Einlegen“, „Erwärmen“, „Stauchen“, „Abkühlen“ und „Entnehmen“ zeitlich voneinander entkoppelt. So reduziert die Anlage den Zeitaufwand für das Stauchen um bis zu 30 Prozent.

Beim Warmstauchen von Schraubenköpfen, Auswerferstiften für den Formenbau oder Perforierstiften war es bisher üblich, Matrizen mit zwei gegenüberliegenden Aufnahmeköpfen zu verwenden. Während der Stift in der unteren Position gestaucht wurde, wurde in der oberen ein neuer eingelegt. Anschließend drehte die Matrize um 180°, der Stift kühlte ab und wurde entnommen. Da das Einlegen, das Abkühlen und das Entnehmen im gleichen Kopf erfolgen, bestimmte die Summe dieser Vorgänge die Taktzeit. Das Resultat: Obwohl das Erwärmen und Stauchen längst beendet waren, musste speziell bei dickem Material auf das Abkühlen gewartet werden.

Die Stauchautomaten der Serie ZKSTA verfügen über einen neu entwickelten Matrizenstern mit drei sternförmig angeordneten, separat gekühlten Aufnahmeköpfen. Während auf der ersten Position ein fertiger Stift entnommen und ein neuer eingelegt wird, wird gleichzeitig auf der zweiten ein anderer induktiv erwärmt und gestaucht. Auf der dritten kühlt er ab. Nach jedem Takt dreht sich der Stern um 120° auf die nächste Position. Der zeitbestimmende Prozess ist jetzt das Erwärmen, es braucht nicht mehr auf die unproduktive Nebenzeit „Abkühlen“ gewartet zu werden.

Anwender berichten, dass sie mit der neuen Maschine durch das Entkoppeln von Stauchen, Abkühlen und Auswerfen die Leistungsfähigkeit ihrer Produktionslinie um bis zu 30 Prozent gesteigert haben.

Die Technik im Detail

Die oben erwähnte Anlage staucht Stifte mit einem Durchmesser zwischen 2 und 8 mm mit einer Strauchkraft bis zu 200 kN, jedoch sind auch deutlich größere Abmessungen und Stauchkräfte bis zu 1.000 kN möglich. Die hohe Präzision der Anlage erlaubt auch die Fertigung von Schraubenköpfen mit speziellen Formen, zum Beispiel mit einseitig abgeschrägten Köpfen, oder von Stiften mit den unterschiedlichen Sonder-Kopfformen. Für weichere Materialien wie Baustahl, Aluminium oder Messing kann der Automat auch zum Kaltstauchen verwendet werden.

Die Stifte werden automatisch eingelegt, vermessen und über einen servogesteuerten Anschlag auf das genaue Stauchmaß gebracht, sodass jeder einzelne Kopf vollständig gefüllt wird.

Der servohydraulisch angetriebene Stauchzylinder kann kraft- oder wegesteuert betrieben werden. Im Vergleich mit konventionellen Systemen, die große Mengen an Hydrauliköl benötigen, beinhaltet das neue System keine externe Ölversorgung. Da kein gesonderter Tank für Hydrauliköl erforderlich ist, nimmt die Maschine nur eine Grundfläche von etwa 1,0 × 3,0 m ein.

Das Wartungsintervall der Staucheinheiten liegt bei 20.000 Betriebsstunden. Als Stauchautomat fällt die Anlage nicht unter die Pressenrichtlinie.

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Abbildungen 

Abb. 1a: Das Ende des Stiftes wird induktiv erwärmt und anschließend vom Stauchzylinder (links) in die Matrize gedrückt.  |  Dateiname: vlcsnap-2019-10-10-12h42m03s848.jpg

Abb. 1b: Das Ende des Stiftes wird induktiv erwärmt und anschließend vom Stauchzylinder (links) in die Matrize gedrückt.  |  Dateiname: vlcsnap-2019-10-10-12h43m44s991.jpg

Abb. 2: In der unteren Position des Aufnahmekopfes wird der Stift erwärmt und gestaucht.  |  Dateiname: vlcsnap-2019-10-10-12h43m23s294.jpg

Abb. 3: Die gesamte Anlage begnügt sich mit einer Grundfläche von 1,0 x 3,0 m.  |  Dateiname: vlcsnap-2019-10-10-12h45m22s747.jpg

Abb. 3: Das „ZK“ im Produktnamen „ZKSTA“ steht für „Zylinderkopf“, der Automat eignet sich genauso gut für komplex geformte Köpfe.  |  Dateiname: vlcsnap-2019-10-10-12h45m33s433.jpg

Bildrechte: Werksfotos Krott + Heuter

Über die Krott + Heuter GmbH

Peter Krott und Ralf Heuter haben das Unternehmen 2002 gegründet. Beide haben an der Fachhochschule Aachen Konstruktionstechnik studiert und in renommierten Fertigungsunternehmen umfangreiche Erfahrung im Sondermaschinebau gesammelt.

Die Gründungsidee, der sie nach wie vor folgen, ist, Fertigungsanlagen für eine optimierte industrielle Produktion zu entwickeln und zu bauen, die individuelle Anforderungen der Kunden erfüllen.

Der Ansatz von Krott und Heuter ist, bei jedem Projekt in engem Miteinander mit dem Auftraggeber über den Tellerrand zu schauen, ausgetretene Wege zu verlassen und Innovationen praxisgerecht umzusetzen. So haben sie in vielen Projekten bewiesen, dass die Maschinen Produktionsprozesse ihrer Kunden deutlich beschleunigen und effizienter machen.

Die meisten Komponenten der Maschinen liefern Fertigungspartner aus einem bewährten Netzwerk in der Technologieregion Aachen.

Download der Texte und Abbildungen

Press Release

Three-sector star die accelerates hot heading by up to 30 per cent

Hot forming of fastener heads and pins

 

Stolberg, Germany, 4 November 2019   Special-machine manufacturer Krott + Heuter has developed a new Type ZKSTA series of machines for hot upsetting of fastener (screw and bolt) heads and pins. The new machine has now passed its trials at a renowned manufacturer of punches and ejector pins. The centrepiece of these machines is a specially developed three-sector star die, which chronologically separates the "Insertion", "Heating-up", "Heading", "Cooling" and "Discharge" operations from each other. This enables the machine to reduce heading cycle times by up to 30 per cent.

Up to now, it has been customary to use dies with two opposing mountings for hot heading of fasteners (screws/bolts), ejector pins for mould-making and perforating pins and needles. A new pin was inserted in the upper position while the pin in the lower position was being headed. The die was then turned through 180°, the pin cooled down and was then discharged. Insertion, cooling and discharge all took place in the same mounting, with the result that the sum of these operations determined cycle time. The consequence: it was necessary to wait for sufficient cooling, particularly in the case of thick material, despite the fact that heating-up and heading had long since been completed.

The ZKSTA series of automatic heading machines feature a newly developed star die with three separately cooled mountings arranged in a star configuration. While a finished pin is being removed from the first position and a new one inserted, another pin is being inductively heated and upset simultaneously in the second position. The pin cools in the third position. The star rotates by 120° to the next position after each cycle. The process that determines cycle-time is now heating up, and there is no longer any need to wait through the unproductive cooling phase.

Users report that they have been able to boost the output of their production lines by up to 30 percent thanks to the separation of heading, cooling and discharge.

The technology in detail

The machine described above upsets pins of diameters between 2 and 8 mm with an upsetting force of up to 200 kN, although significantly larger dimensions and upsetting forces, of up to 1,000 kN, are also possible. The machine's high level of precision also permits the production of fastener heads with special geometries, such as types bevelled on one side, for example, or pins featuring various special head shapes. The automated machine can also be used for cold upsetting of softer materials, such as structural steel, aluminium or brass.

The pins are automatically inserted, measured and upset to the precise final head dimension by means of a servo-controlled stop plate, with the result that every individual head is completely filled.

The servo-hydraulically actuated upsetting cylinder can be operated power-controlled or deformation-controlled. Unlike conventional systems, which require large quantities of hydraulic fluid, the new system does not include any external fluid supply. There is no separate tank for hydraulic fluid, and the machine therefore has a footprint of only around 1.0 × 3.0 m.

These heading units have maintenance intervals of around 20,000 operating hours. Technically, they are automatic upsetting machines and are thus not subject to European mechanical and hydraulic press legislation.

 Photos 

Fig. 1a: The end of the pin is inductively heated and then pressed into the die by the heading cylinder (left).

file name: vlcsnap-2019-10-10-12h42m03s848.jpg

Fig. 1b: The end of the pin is inductively heated and then pressed into the die by the heading cylinder (left).

file name: vlcsnap-2019-10-10-12h43m44s991.jpg

Fig. 2: The pin is heated and headed in the lower position of the mounting.

file name: vlcsnap-2019-10-10-12h43m23s294.jpg

Fig. 3: The complete machine has a footprint of only 1.0 x 3.0 m.

file name: vlcsnap-2019-10-10-12h45m22s747.jpg

Fig. 4: The "ZK" in the product name "ZKSTA" stands for "cylinder head" in German, the automated machine is also equally suitable for complex head geometries.

file name: vlcsnap-2019-10-10-12h45m33s433.jpg

Image rights: Krott + Heuter works photos

Krott + Heuter GmbH

Peter Krott and Ralf Heuter founded the company in 2002. Both studied Engineering Design at the FH Aachen University of Applied Sciences and gathered wide-ranging experience in the production of special machines with renowned manufacturing companies.

The fundamental philosophy which they continue to follow today is of developing and constructing machines for optimised industrial production to meet customers' individual requirements.

The Krott and Heuter concept is that of looking beyond the existing boundaries in close harmony with the client, departing from well-trodden paths, and making practical reality of innovations. In this way, they have proven in a large range of projects that their machines significantly accelerate their customers' production processes and boost their efficiency.

The majority of the components for these machines are supplied by production partners from a smoothly functioning network within the Technology Region Aachen.

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