Maschinenschutz: So verlängern Schutzsysteme Standzeiten

Warum Maschinenschutz in der Fertigung immer wichtiger wird

In der Teilefertigung steigen die Anforderungen an Produktionsmaschinen kontinuierlich. Komponenten werden komplexer, gleichzeitig bündeln moderne Kombinationsmaschinen verschiedene Zerspanungsverfahren, um die Produktivität zu erhöhen.

Diese Entwicklung verändert auch die Anforderungen an den Maschinenschutz. Während früher einzelne Faltenbälge oder Abdeckungen ausreichten, sind heute zunehmend komplexe Schutzsysteme gefragt, die hohe Prozessgeschwindigkeiten und steigende Zerspanungsvolumina dauerhaft bewältigen.

Wie aus einer Übersicht des Herstellers Hema Maschinen- und Apparateschutz hervorgeht, spielen mehrere Faktoren eine entscheidende Rolle, um Standzeiten zu verlängern und Maschinenleistung stabil zu halten.

Warum Entwicklungskompetenz entscheidend ist

Der Maschinenschutz muss exakt auf die jeweilige Produktionsmaschine abgestimmt sein. Schutzabdeckungen bewegen sich gemeinsam mit den Maschinenachsen und müssen gleichzeitig dicht, langlebig und beweglich sein.

„Eine Schutzabdeckung für eine Produktionsmaschine ist so komplex wie die Maschine selbst“, sagt Jürgen Heberer vom Technischen Vertrieb bei Hema Maschinen- und Apparateschutz.

Konstruktions- und Prozesswissen sind daher zentrale Voraussetzungen. Innerhalb des vorhandenen Bauraums muss ein Gleichgewicht zwischen Bewegungswiderstand, Dichtheit und Haltbarkeit erreicht werden. Gleichzeitig müssen Schutzkomponenten hohe Prozessgeschwindigkeiten sowie spezifische Spindelbewegungen aufnehmen können.

Nach Angaben des Unternehmens entsteht das Schutzkonzept idealerweise bereits während der Maschinenentwicklung. „Im Idealfall entsteht das Schutzkonzept schon während der Entwicklung der Maschine“, sagt Heberer. „Im gemeinsamen Austausch können wir den Schutzbedarf der Maschine genau dimensionieren, spezifische Anforderungen an die Bedienung frühzeitig berücksichtigen und just-in-time zur Inbetriebnahme ausliefern.“

Wie individuelle Schutzsysteme konstruiert werden

Schutzabdeckungen lassen sich konstruktiv an sehr unterschiedliche Maschinenarchitekturen anpassen. Die Bandbreite reicht von kleinen Abmessungen bis hin zu XXL-Systemen mit acht mal fünf Metern oder bis zu 32 Metern Länge. Auch gebogene Abdeckungsverläufe oder Schutzsysteme für mehrere Achsen sind möglich. Hema nutzt dafür Baukastensysteme.

Die Faltenbälge der Reihe Elastic bestehen aus Faltenmaterial und stabilisierendem PVC-Rahmen. Bei der Serie Samurai schützen zusätzliche Federstahllamellen das Material beispielsweise in HSC-Anwendungen vor heißen Spänen. Ergänzt wird das Portfolio durch Rollbandabdeckungen, Gliederschürzen, Teleskopabdeckungen sowie Spiralfedern.

Eine zentrale Rolle spielt das eingesetzte Material. „Auch hier bestimmt die Anwendung die Anforderung“, so Heberer. In CNC-Anlagen müssen Materialien beispielsweise gegen scharfkantige oder glühende Späne sowie gegen Kühlschmierstoffe resistent sein.

Für Laser-, Plasma- oder Schweißanwendungen sowie im 3D-Druck kommen hingegen selbstverlöschende Hochtemperaturmaterialien zum Einsatz. Je nach Anwendung werden Gewebe aus Polypropylen, Polyurethan, Teflon, PVC oder Para-Aramid verwendet.

Welche Rolle Qualitätssicherung spielt

Damit Schutzsysteme dauerhaft funktionieren, müssen Materialien und Konstruktionen umfangreich getestet werden. Laut HEMA erfolgen regelmäßig Lebensdauertests auf eigenen Prüfständen.

Dabei untersuchen Ingenieurinnen und Ingenieure unter anderem das Knickverhalten der Materialien, die Rückstellkräfte der Abdeckungen sowie die Andruckkräfte von Lamellen. Faltenbälge werden auf langen Verfahrwegen mit praxisnahen Maximalbeschleunigungen getestet. Einige Produkte absolvieren dabei mehr als 1,5 Millionen Lastwechsel.

Auch die Fertigung selbst erfordert hohe Präzision. Da Maschinenschutz in der Regel individuell gefertigt wird, entstehen viele Komponenten in Handarbeit. „Da es keinen Maschinenschutz von der Stange gibt, entsteht zwangsläufig vieles in Handarbeit“, so Heberer. „Und auf die muss man sich verlassen können.“

Nach Angaben des Unternehmens werden die Falten präzise plissiert und zugeschnitten. Der dauerhafte Verbund mit Führungs- oder Stützrahmen erfolgt beispielsweise durch HF-Schweißen, thermisches Verkleben oder Laminieren.

Die Produktionsprozesse sind nach DIN EN ISO 9001 zertifiziert. Diese Qualitätsnorm gilt für den Hauptsitz im hessischen Seligenstadt sowie für alle europäischen Standorte des Unternehmens.

Warum Maschinenschutz Teil eines Gesamtsystems ist

Maschinenschutz beeinflusst nicht nur die Sicherheit, sondern auch die Produktivität einer Anlage. „Der passende Maschinenschutz hat einen maßgeblichen Anteil an der Produktivität einer Anlage“, sagt Heberer.

Aus diesem Grund betrachtet Hema seine Schutzsysteme auch im Kontext weiterer Prozesse. Dazu gehört beispielsweise das Handling: Schutzsysteme werden montagefertig geliefert, um eine schnelle Installation beim Kunden zu ermöglichen.

Auch im Retrofit spielt Maschinenschutz eine wichtige Rolle. Beschädigte Komponenten lassen sich aufgrund der dokumentierten Konstruktionsdaten reproduzieren und ersetzen. Laut Unternehmen stellt eine lückenlose Dokumentation nach ISO 9001:2015 sicher, dass Bauteile jederzeit nachproduziert werden können.

Zusätzlich können viele Schutzsysteme nachgerüstet werden, etwa Faltenbälge, Dachabdeckungen oder Lamellenschürzen.

Ganzheitliche Lösungen rund um die Werkzeugmaschine

Neben Schutzabdeckungen bietet HEMA weitere Komponenten für den Maschinenbetrieb an. Dazu gehören Sichtsysteme wie Maschinensicherheitsscheiben oder Drehfenster der Reihe Spinvista.

Darüber hinaus entwickelt das Unternehmen pneumatische Klemm- und Bremssysteme, die beispielsweise beim Klemmen von Achsen oder bewegten Massen eingesetzt werden und über eine Fail-Safe-Funktion verfügen.

„Hersteller mit breitem Produktportfolio können Maschinenperformance weiterdenken“, so Heberer. „Und indem sie ganzheitliche Lösungen aus einer Hand bieten, ersparen sie zudem Kunden eine Vielzahl an Lieferantenqualifizierungen.“

Das Ziel sei es, für jede Anwendung kundenspezifische Lösungen zu entwickeln und Maschinenbetreiber langfristig zu begleiten. „Wir sind in der Lage, für jede Anforderung kundenspezifische Lösungen zu entwickeln“, sagt Heberer, „und Anwender auch bei sich wandelnden Anforderungen sicher und langfristig zu begleiten.“