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Werkzeugbau für Elektromotoren- und Turbinenherstellung- Teil 1

von:Roland u. Barthenheier
08.12.2014

Der erste Teil der ausführlichen Darlegungen zum Werkzeugbau für Elektromotoren- und Turbinenherstellung befasst sich mit den Aufgaben der Konstruktionsabteilung. Diese Abteilung entwickelt die Werkzeuge nach den gewünschten Erfordernissen in der Produktion. Dazu gehören als Erstes eine Analyse der Produktionsprozesse und eine Aufnahme wichtiger Kriterien, die optimiert werden sollen. Ziel ist eine hocheffektive Produktion, die hohen Qualitätsstandards entspricht und Kosten gering hält. Bekanntlich ist die Arbeitsstunde eines spezialisierten Facharbeiters oder Technikers in Deutschland nicht gerade billig, sodass es zwingend erforderlich ist, viele Dinge zu optimieren. Optimal ist, wenn der Werktätige zuständig ist für den reibungslosen Materialfluss, die Überwachung der Produktion und die Qualitätskontrolle. Diese drei Dinge lassen sich zwar auch automatisieren, aber der Aufwand dafür ist oft zu hoch. Das kann man am Beispiel eines Stanzwerkzeuges für die Rotorbleche oder auch Ständerbleche in Antriebsmaschinen gut verdeutlichen.

© Thomas Söllner - Fotolia.com
Werkzeugbau

Dieses Stanzwerkzeug wird im Werkzeugbau gefertigt und garantiert auf der eingesetzten Maschine eine hohe Arbeitsproduktivität. Die Wiederholgenauigkeit der ausgestanzten Bleche ist über lange Zyklen sehr gut. Das ermöglicht die Fertigung hoher Stückzahlen. Wer schon einmal einen Motor von innen gesehen hat, erkennt, dass viele einzelne Bleche zu einem Paket vereinigt sind. Das ist bei den Rotorblechen und den Ständerblechen der Fall. Es ist unbedingt notwendig, dass alle miteinander verbundenen Bleche genau die gleichen Maße, Radien und Schrägen aufweisen. Ist das nicht der Fall, entstehen unkontrollierte Magnetfelder, die leistungsmindernd für den Elektromotor oder die Turbine sind. Ein Stanzwerkzeug garantiert die gleichen Maße über große Losstückzahlen. Nach einer gewissen Zeit, in der viele Tausende von Blechen gestanzt wurden, muss das Stanzwerkzeug zum Nachschleifen in den Werkzeugbau.

Die Konstruktionsabteilung erfasst alle technischen Details und konstruiert ein entsprechendes Stanzwerkzeug. Dieses besteht aus einem Körper, der die gehärteten Stanzwerkzeuge aufnimmt. Für die Wicklungen vom Motor oder der Turbine sind in den Blechen Aussparungen vorgesehen, die gestanzt sind. Daher wird ein Stanzwerkzeug entworfen, das aus vielen einzelnen Segmenten besteht. Diese haben einen definierten Winkel und werden als Kreis aus Segmenten zusammengefügt. Das muss alles exakt sein, denn wenn die Maße oder Winkel nicht stimmen, können die Segmente nicht zusammengefügt werden. Das Ganze hat aber auch noch einen weiteren Vorteil. Bricht ein Segment, muss nur dieses gewechselt werden, und die anderen Segmente werden weiter verwendet. Um dieses Werkzeug herzustellen, werden von der Konstruktionsabteilung anhand der Zeichnungen von Elektromotor und Turbine die entsprechenden Stanzwerkzeuge entworfen. Dazu müssen alle Maße übernommen werden und entsprechende Zeichnungen erstellt werden. Diese Zeichnungen sind die Grundlage für die Arbeitsvorbereitung. Detailzeichnungen einzelner Baugruppen dieses Werkzeuges werden für die jeweiligen Maschinengruppen erstellt.

© photosoup - Fotolia.com
Turbinenrotor
Foto:Turbinenrotor

Daher muss der Konstrukteur ein gutes Verständnis der Produktionsprozesse, Maschinen und Fertigprodukte haben. Auch dreidimensionales Denken und die Verwirklichung von Gedanken in den zu erstellenden Zeichnungen sind erforderlich. Die entsprechende Ausbildung erhält der Konstrukteur in den Bildungszentren der Industrie und im Handwerk. Er muss auch komplexe Vorgänge in Industrieanlagen verstehen und diese deuten können. Industrieanlagen sind mit einer Vielzahl von Motoren ausgestattet. Daher müssen die zu konstruierenden Werkzeuge ein Gesamtverständnis der Produktionsprozesse in Industrieanlagen sowie im Handwerk durch die Werkzeugentwickler garantieren. Spezialisierte Ausbildung ist für bestimmte Industriebereiche notwendig. Die Elektromotoren und Turbinenfertigung ist ein bedeutender Zweig der Wirtschaft. Es kommen auch immer neue Herausforderungen wie beispielsweise die Herstellung von Generatoren für die Stromerzeugung mit den mittlerweile überall anzutreffenden Windrädern. Die entsprechende Ausbildung dazu erfolgt fortlaufend.

© aleciccotelli - Fotolia.com
Windturbine
Foto:Windturbine

Der Konstrukteur ist aber auch für die Simulation der zu konstruierenden Stanzwerkzeuge zuständig, analysiert die Ergebnisse und führt eventuelle Änderungen für die Fertigung der Werkzeuge durch. Daher ist er zuständig für alle Aufgaben, die es nachher ermöglichen, das entsprechend notwendige Stanzwerkzeug oder auch andere Werkzeuge im Werkzeugbau herzustellen. Bei der Erprobung in der Produktion und im Handwerk ist es auch notwendig, dass der Konstrukteur die korrekte Arbeitsweise der Komponenten prüft und letztendlich die Freigabe für die Produktion gibt. Änderungen im laufenden Produktionsprozess werden erfasst und umgesetzt. Dazu ist die Erstellung neuer Zeichnungen oder die Änderung vorhandener notwendig. Diese Prozesse erfordern ständigen Kontakt zwischen der Produktion, dem Konstrukteur und den Abteilungen im Werkzeugbau. Nur so können optimale Ergebnisse erzielt werden. Außerdem ist zu prüfen, ob die Produktion kostengünstiger gemacht werden kann. Das ist möglich, wenn die Standzeit beziehungsweise nutzbare Zeit des Werkzeuges auf der Maschine durch Einsatz hochwertigerer Werkstoffe und Technologien erhöht wird. Jeder Werkzeugwechsel auf der Maschine bedeutet Stillstandszeiten und kostenintensive Maschineneinrichtungszeiten.

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