Een mailtje met zeven ontwerpspecificaties. Dat vormde in feite de start van de samenwerking tussen Dynobend en Apex Dynamics aan de ‘125 Powerboost’ van Dynobend. De specificaties betroffen de grote krachten die gegenereerd zouden worden in deze nieuwe, volautomatische buigmachine. De aandrijfmechanica moest die krachten effectief kunnen overbrengen én voor weinig onderhoud zorgen. In nauwe samenspraak werden oplossingen gevonden.
Mark Luttikhuis, global sales & marketing director
Curvic plate voorkomt vervanging complete tandwielkast
De nieuwe machine is helemaal klantspecifiek, maar wel opgebouwd uit een aantal ‘ideeën’ die de kans hebben later hergebruikt te worden in andere machines, voor andere klanten. Aldus Mark Luttikhuis, global sales & marketing director van de machinebouwer uit Haaksbergen. Een machine ook die, met een buigmoment van 105 kNm (kiloNewton meter, een eenheid voor koppel) en een walsopdrukkracht van 200 kN, voor een elektrisch aangedreven machine zeer grote krachten genereert. Om daar de juiste tandwielkast, rondsel (een bepaald type tandwiel) en heugel (een getande staaf) voor te bepalen, zochten de engineers van Dynobend contact met hun collega’s van Apex Dynamics in Helmond.
Vijf vrijheidsgraden
Het ontwikkeltraject van de machine was eerder gestart met een vraag van een klant uit de automotive, verhaalt Luttikhuis. Deze partij zocht een oplossing voor het geautomatiseerd produceren van een bepaald type asymmetrische profielen. Profielen die tot nog toe veel handwerk vroegen en veel uitval opleverden. Specifieker dan dat mag hij niet zijn vanwege de NDA die deze klant Dynobend heeft laten tekenen. Om dat werk effectief en efficiënt te kunnen doen, was er een machine nodig die buigen en walsen combineert met vijf vrijheidsgraden van de walsrol.
‘Elektrisch is in onze business de trend’
De machine is bedoeld voor het – de automobielsector eigen – 24/7 produceren van grote series en moet dus volkomen zelfstandig kunnen draaien. Dus dienden ook geautomatiseerde en geïntegreerde systemen voor aan- en afvoer en de reiniging te worden meegeleverd. Een machine ook die zich laat programmeren aan de hand van de 3D-CAD-tekeningen van het te produceren product. ‘Onze software genereert uit die tekening volledig automatisch alle besturingssoftware. Dat geldt voor onze machines in het algemeen: daarmee willen wij de werkvoorbereiding van de klant zo gemakkelijk mogelijk maken. Desgewenst met autocorrectie: kwestie van één product produceren, en dat digitaal scannen in onze meetkast. Vervolgens wordt gecontroleerd in hoeverre het scanresultaat afwijkt van de CAD-file en aan de hand daarvan past het systeem volledig automatisch de besturing aan, zodat het tweede product wel perfect is.’
Detailengineering
Curvic plate
De 125 Powerboost moest eveneens elektrisch aangedreven worden. Hydraulisch zijn grotere krachten te genereren, maar een elektrische aandrijving met servomotoren is veel nauwkeuriger te controleren en af te stellen. ‘Elektrisch is in onze business daarom de trend. In het eerste concept was dan ook al direct servo-aandrijving en een planetaire tandwielkast opgenomen.’ Maar hoe en waarmee de krachten exact moesten worden overgebracht, van servomotor op het buigwerk, dat kwam aan bod in de fase van de detailengineering. Na enig zoeken in het aanbod aan tandwielkasten van verschillende leveranciers werd Apex Dynamics betrokken, een leverancier waarmee Dynobend eerder zaken had gedaan, aldus Luttikhuis.
Uitdaging
Die eerste vraag was vervat in een korte mail met de ontwerpspecificaties. Thom van Oss, general manager van de Benelux-vestiging van Apex in Helmond, heeft het bewuste A4’tje naar het interview in Haaksbergen meegenomen. Met dat als startpunt is in een samenwerkingsproces van weken een configuratie ontwikkeld van een bepaald type, relatief kleine servomotor en een forse, speling-arme tandwielkast. ‘Zo’n kleine motor aan een grote tandwielkast – eigenlijk ziet dat er niet uit’, aldus Van Oss. ‘Maar deze combinatie kan die krachten en koppels wel aan. Een flinke uitdaging zat ’m in de klanteis van onderhoudbaarheid. Vanwege die grote krachten treedt hoe dan ook slijtage op aan de tandkrans, een soort ronde heugel. Na miljoenen cycli dient die vernieuwd te worden. Voorkomen moest worden dat dan ook de hele tandwielkast van plusminus 170 kilo vervangen zou moeten worden. Want dat is een kostbare en tijdrovende klus.’ De oplossing werd gevonden doordat Apex bereid bleek ‘een klantspecifiek rondsel op basis van de curvic plate’ te ontwikkelen en te produceren.
Curvic plate
In een buigmachine moet van een roterende beweging een lineaire gemaakt worden. Dat wordt gedaan door het rondsel over de tandkrans te laten draaien. Het rondsel wordt gemonteerd op de uitgaande as van de tandwielkast en in die verbinding zat het op te lossen probleem. Van Oss: ‘Mechanische slijtage voorkom je door speling te elimineren. Dus wordt het rondsel doorgaans vastgelast op de uitgaande as. Maar op enig moment moet je het rondsel hoe dan ook vervangen. Is die vastgelast, dan moet je de hele tandwielkast vervangen. Daarom hebben wij de curvic plate ontwikkeld.’
In de nieuwe machine is het rondsel op deze curvic plate gemonteerd. Spelingvrij dankzij de convex- en concaafvormige nokken waarvan deze ronde plaat is voorzien. De plaat zelf wordt met high strength bouten op de uitgaande as van de tandwielkast gemonteerd, legt Van Oss uit. ‘Bij het vervangen van het rondsel is ook die curvic plate zo vervangen. In een fractie van de tijd en kosten die nodig zijn voor het vervangen van een complete tandwielkast.’
Onderhoudbaar
‘De onderhoudbaarheid’, vult Luttikhuis aan, ‘is een van de sterke punten van onze buigmachine en is iets waar de klant grote waarde aan hecht. Al in de eerste ontwerpfase houden we rekening met de toegankelijkheid van de slijtdelen, zorgen we dat monteurs daar met een kraan gemakkelijk bij kunnen. En dat ze vervolgens snel de slijtdelen kunnen uitwisselen. Samen met Apex zijn we erin geslaagd ook deze nieuwe machine zeer onderhoudsvriendelijk te maken.’ Apex Dynamics levert naast deze tandwielkast ook de aandrijfmechanica voor de aan- en afvoersystemen van de 125 Powerboost.
Standaard is nooit standaard
Standaard is nooit standaard, stelt Mark Luttikhuis. Het komt zelden voor dat twee exact dezelfde buig-/walsmachines de fabriek in Haaksbergen verlaten. Op zijn minst zit er verschil in de tooling die erop zit. ‘Onze standaardmachines zijn voor ongeveer 80 procent opgebouwd uit delen en modulen die we vaker toepassen, voor 20 procent uit klantspecifieke delen. Deze machines zijn standalone en onderscheiden zich door hun flexibiliteit. Ze zijn makkelijk omstelbaar en geschikt voor enkelstuks of kleine series’, promoot hij. Daarnaast ontwikkelt en bouwt de Twentse fabrikant maatwerk: volledig geautomatiseerde machines die, geïntegreerd in een complete productielijn van bijvoorbeeld een automobielbedrijf, volautomatisch het buig- en walswerk verrichten. ‘Die bestaan meestal voor niet meer dan 60 procent uit standaardonderdelen.’ Deze twee machinetypen worden ontwikkeld en compleet opgebouwd in Haaksbergen, waar ook de tools worden geproduceerd.
Dynobend werkt daartoe met een groot aantal toeleveranciers. Een ervan is Apex Dynamics. Deze Taiwanese fabrikant van tandwielkasten, tandheugels en rondsels beschikt wereldwijd over eigen vestigingen met verkopers en engineers.
