Energikedjor för 3D-vattenskärningssystem i XXL-format

• Vad behövdes? Polymer energikedja från E4.1-serien, chainflex energikablar, CANBus-kablar, guidelok-system för energikedjor
• Krav och önskemål: Skärhuvudena skulle försörjas med energi, signaler, tryckluft och vatten på ett tillförlitligt sätt över en körsträcka på 32 meter och med en maximal körhastighet på 20 m/min. På grund av friktion och spån fick den övre delen inte glida på den undre delen.
• Bransch: Verktygsmaskiner
• Framgång för kunden: Tack vare guidelok-systemet kunde man med några få komponenter och enkla medel garantera en stabil styrning av den övre löpbanan. Kedjans livslängd ökar och spån kan inte skada den.

Ridder är känt som en specialist på vattenskärning: En vattenstråle skär genom metaller och plaster med ett nästan ofattbart tryck på 3.800 bar. Den "kalla" processen erbjuder fördelarna att inga skadliga utsläpp produceras under skärningen och att den skurna ytan har en perfekt finish även utan efterbearbetning. Dessutom uppstår ingen distorsion under skärningen.
Ridder utvecklade ursprungligen system med skärbord för 2D-bearbetning. Senare tillkom 3D-portalsystem från Waricut-serien som rör sig på höga axlar. Detta projekt är dock den största maskin som Ridder någonsin har beställt:
Det holländska företaget Anssems Group har nämligen beställt ett femaxligt vattenskärningssystem med en skärvolym på 32050 x 5050 x 1900 mm (x/y/z-axel) för tillverkning av hästsläp. Två broar, var och en med ett 3D-skärhuvud, rör sig på de 32 meter långa portalaxlarna. Systemet är indelat i fyra hytter så att de två skärhuvudena kan bearbeta en komponent var medan de andra två hytterna omarbetas. Detta säkerställer ett kontinuerligt kapacitetsutnyttjande av systemet. Det faktum att varje skärhuvud kan komma åt alla fyra hytterna garanterar hög flexibilitet och tillgänglighet.
Vattenskärningssystemets uppgift inom produktionen kommer att vara att bearbeta GRP-överbyggnaderna, som laminerats och gjutits i de tidigare arbetsstegen, och till exempel att göra dörrutskärningarna i hästtrailrarna. Här uppnås en mycket hög noggrannhetsnivå. Medan systemen vanligtvis arbetar med en noggrannhet på ≤ ± 20 µm per meter, uppnår det här systemet en noggrannhet på 50 µm på grund av de stora körsträckorna. Ridders konstruktörer var tvungna att lösa uppgiften att förse skärhuvudena med ström, signaler, tryckluft och vatten. Man var också tvungen att ta hänsyn till de höga maximala körhastigheterna på 20 m/min för de linjära axlarna. Det största problemet var dock de långa körsträckorna. Just på dessa sträckor vilar kedjans övre del helt enkelt på den nedre delen enligt principen för den glidande energikedjan. Detta var inte möjligt med det här systemet av två skäl: På grund av den tunga fyllningen och den långa transportsträckan skulle det ha uppstått för mycket friktion här. Dessutom kräver högtrycksledningen för vattenförsörjningen en större böjningsradie, så principen "kedja på kedja" var inte aktuell.

Konstruktörerna valde en lösning som redan har visat sig fungera i andra Ridder-system: En energikedja i polymer från E4.1-serien. 100 mm bred och 56 mm hög är den energikedja som används. Förutom högtryckskabeln med en diameter på ¼ tum dras även de speciella chainflex-energikablarna för 3D-skärhuvudet och CAN-busskablarna för kommunikation, som är lämpliga för kontinuerlig rörelse, i den. En centrumstång säkerställer en tillförlitlig separation av högtryckskabeln från elkablarna. För att hålla de två kedjorna så korta som möjligt med en körsträcka på 32 meter är matningen placerad mitt i körvägen.
Men man var också tvungen att hitta en lösning på problemet med att kedjan lossnar. Om det kan samlas spån på ovansidan av den nedre körningen måste principen med den glidande kedjan överges eftersom spånen kan skada de kedjedelar som glider ovanpå varandra. För dessa fall utvecklades det s.k. guidelok-systemet för energikedjor, som möjliggör oberoende styrning av det övre löpet. Det består av parvis anordnade stödelement i vilka svängbara rullhållare är monterade. När kedjan förs förbi medbringarna svänger rullhållarna in och sedan ut igen för att styra kedjan. På så sätt vilar överkättingen på rullhållaren och bibehåller avståndet till underkättingen. Denna princip har också den fördelen att kedjans böjningsradie kan bestämmas fritt: Den är helt enkelt resultatet av den höjd på vilken rullhållarna är fästa.
På så sätt kan man med mycket enkla medel och få komponenter åstadkomma en mycket stabil styrning av det övre löpet - och samtidigt avsevärt öka energikedjornas fria längd. Eftersom kedjan styrs av rullar i guidelok-systemet krävs det mycket liten drag- och tryckkraft för att flytta den - detta säkerställer en energieffektiv och jämn gång i kedjan.
Testresultaten har nu också bekräftat systemets prestanda. När den tas i drift är flera fixturer med släpvagnsöverbyggnader exakt positionerade i en hytt, och ett 3D CAD/CAM-program möjliggör helautomatisk bearbetning av GRP-överbyggnaderna. Det mobila skärhuvudet, som kan svängas ± 95° och roteras ± 540°, gör det möjligt att skära även i svåråtkomliga områden. Och medan systemet arbetar igenom sina program i två hytter, kan de andra två redan laddas med nya komponenter.