In der Spur bleiben

Automatisches Einstellen von Fahrzeugachsen

Die Spur und der Sturz der Achsen bestimmen maßgeblich das Fahrverhalten eines Fahrzeugs. In der Automobilfertigung musste beides früher aufwendig manuell eingestellt werden. Die aktuelle Maschinengeneration der AuE Kassel GmbH stellt Spur und Sturz in unter 60 Sekunden vollautomatisch ein. Festo Komponenten gewährleisten dabei Präzision und Schnelligkeit.

In den frühen Zeiten der Automobilproduktion wurden die auf Stahlwerktischen eingespannten Achsen über Messtaster und Messuhren grob voreingestellt. Erst „End of Line“ erfolgte das finale Vermessen des Fahrwerks. Dieser letzte Takt nahm bis zu zehn Minuten in Anspruch und gab die Ausstoßrate des Fahrzeugwerks vor. Heute erfolgt das Einstellen automatisiert und wird damit dem Zeitfaktor gerecht, den die Hersteller von Fahrzeugen mit Mehrlenkerhinterachsen fordern. Für einen namhaften deutschen Automobilhersteller hat die AuE Kassel GmbH eine solche neue Hinterachs-Einstellanlage unter Verwendung von Festo Komponenten in nur neun Monaten realisiert. Einmal eingestellt, kann die Achse direkt ins Fahrzeug montiert werden. In Portalbauweise konzipiert, ausgestattet mit Antrieben und Ventilinseln von Festo, stellt sie Spur und Sturz in unter 60 Sekunden ein.


Kraftvoll eingespannt
Direkt beim Automobilhersteller in den Produktionsprozess integriert, transportiert lineare Fördertechnik die Achse wahlweise in Längs- oder Querrichtung auf einem Werkstückträger durch die Maschine. Ein sich unmittelbar über die Achse absenkender Hubrahmen hält sämtliche Festo Komponenten und die Werkzeuge für das Einstellen von Spur und Sturz bereit. Nach dem Fixieren der Achse schwenken Gegenhalter unter die Fahrschemellager der Achse, die später die Anbindungspunkte zur Karosserie darstellen. ADNH Hochkraftzylinder mit 100 mm Kolbendurchmesser spannen die Achse an vier Stellen genau so ein, als ob diese am Fahrzeug verschraubt wäre. Der Vorteil der ADNH Hochkraftzylinder liegt in der Aneinanderreihung von zwei, drei oder vier Zylindern mit gleichem Kolbendurchmesser und Hub. So lässt sich die Kraft beim Vorlauf auf das Zwei-, Drei- oder Vierfache im Vergleich zu einem herkömmlichen Zylinder erhöhen. Die Ebene der Radnabe tastet ein Festo SMAT Sensor an einer Führungseinheit ab. So kann beispielsweise bestimmt werden, in welcher Höhe ein Schlitten auf die Achse fahren muss.

AuE ADNH Hochkraftzylinder

ADNH Hochkraftzylinder spannen die Achse in die Anlage so ein, als ob diese am Fahrzeug verschraubt wäre.

AuE Hochkraftzylinder Aneinanderreihung

Starkes Argument: Der Vorteil der Hochkraftzylinder liegt in der Aneinanderreihung von bis zu vier Zylindern mit gleichem Kolbendurchmesser und Hub.

Schnell eingestellt

Im nächsten Schritt klemmen sich von ADNH Hochkraftzylindern angetriebene Greifer an den Naben fest. Anschließend fahren elektromotorisch angetriebene Federersatzvorrichtungen auf die Achse auf und lokalisieren automatisch die Stellen, an denen später die Federn sitzen. Im darauffolgenden Schritt wird die Achse unter Belastung gepulst, um ein Setzverhalten an den Gummilagern und Gelenken zu erzielen. Danach wird die Achse in die so genannte K0-Lage gebracht. Dabei handelt es sich um die ideale Lage der Achse, die der Normalbelastung entspricht, in der das Fahrzeug mit einem definierten Gewicht belastet ist. In dieser Lage werden Spur und Sturz vermessen, dazu fährt ein Pneumatikzylinder Messtaster direkt auf die Bremsscheibe. Ebenfalls durch über Pneumatikzylinder zugestellte Spur- und Sturzschrauber werden die Einstellschrauben selbstständig geortet. Anhand der Messtaster erkennt die Maschine automatisch die relative zukünftige Lage der Räder. Die Einstellwerkzeuge stellen in Echtzeit Spur- und Sturzwerte ein und kontern mit Endschraubmoment. Anschließend rücken die Werkzeuge ab und die Achse wird wieder am Werkstückträger abgelegt. Die Anlage referenziert sich in vorgegebenen Zyklen gegenüber einem Einrichtmeister selbstständig.

Damit bei Wartungsarbeiten an der Maschine der Produktionsprozess nicht unterbrochen werden muss, lässt sie sich vom Fördertechnikbereich über Zahnstangen und Führungsschienen in einen eigens eingerichteten Wartungsbereich fahren.

Intelligente Versorgung

Eine Besonderheit der neuen Maschine sind die direkt an Hubrahmen und Hubschlitten montierten Ventilinseln, mit deren Hilfe sich der Aufwand für Verschlauchung und Verkabelung auf ein Minimum reduzieren ließ. An dem Hubrahmen, der die Achse aufnimmt, befinden sich zwei VTSA Ventilinseln mit CPX Eingangsmodulen, getrennt nach linker und rechter Seite. Im vertikalen Hubschlitten, der den Nabengreifer trägt, befinden sich zwei kleinere VTSA Ventilinseln mit je vier Ventilen, die alle Aktoren unterhalb der E-Kette des Schlittens steuern. Dank dieser Lösung genügen nur ein Versorgungsschlauch, eine Spannungsversorgung und ein Bus-System.

AuE Kassel GmbH

Heinrich-Hertz-Str. 52
34123 Kassel
Deutschland

www.aue-kassel.de

Tätigkeitsfeld: Automatisierungsspezialist für alle Fertigungsaufgaben rund um Achse, Fahrwerk und vergleichbare Problemstellungen

  1. Dieser Artikel erschien im Festo Kundenmagazin trends in automation 1.2015
    Bilder: EUROMEDIAHOUSE

Februar 2015

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