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Aug 11, 2023

Drehmomentsensor prüft rotierende Baugruppen

Die hochautomatisierten Zellen von Jonas & Redmann stellen Millionen hochwertiger Einwegartikel her. Foto mit freundlicher Genehmigung der Kistler Group Im Jahr 1989 gründeten Stefan Jonas und Lutz Redmann, zwei enge Freunde, die als Ingenieure arbeiteten,

Die hochautomatisierten Zellen von Jonas & Redmann stellen Millionen hochwertiger Einwegartikel her. Foto mit freundlicher Genehmigung der Kistler Group

1989 gründeten Stefan Jonas und Lutz Redmann, zwei enge Freunde, die als Ingenieure arbeiteten, in Berlin ein Unternehmen, um kundenspezifische automatisierte Montagemaschinen zu entwerfen und zu bauen. Heute beschäftigt die Jonas & Redmann Group GmbH mehr als 400 Mitarbeiter an fünf Standorten auf drei Kontinenten.

Das Portfolio von Jonas & Redmann reicht von Einzelzellen bis hin zu hochautomatisierten Produktionslinien. Das Unternehmen hat Maschinen für eine Vielzahl von Produkten gebaut, darunter medizinische Geräte, Photovoltaik und Batterien.

Frank Polak ist seit 28 Jahren maßgeblich an der Erfolgsgeschichte des Unternehmens beteiligt. Er begann als Konstrukteur und ist seitdem Leiter der Medizintechnik bei Jonas & Redmann. Mittlerweile leitet er ein Team von sechs Konstrukteuren.

„Die meisten unserer Kunden sind große Unternehmen mit globaler Reichweite. Die Standards in der Medizintechnikbranche sind immer hoch, doch aufgrund unseres Kundenstamms müssen wir noch anspruchsvollere Anforderungen erfüllen. Schließlich stehen das Wohl und die Sicherheit der Patienten auf dem Spiel“, betont Polak.

Aus diesem Grund muss jede von Jonas & Redmann gebaute Maschine qualifiziert und validiert werden, einschließlich aller Baugruppen und Anbaukomponenten.

Bei vielen medizinischen Geräten handelt es sich um Einwegprodukte, die nach Gebrauch entsorgt werden. Daher müssen sie in großen Mengen hergestellt werden. Dennoch ist hohe Qualität immer noch eine absolute Notwendigkeit.

Dies wurde in einem kürzlich durchgeführten Projekt zur Entwicklung und zum Bau einer automatisierten Maschine zur Montage von Mischdüsen deutlich. Die Maschine müsste jährlich 5 Millionen Düsen montieren. In Dentallaboren werden mit den Düsen zweikomponentige Gussmassen für die Herstellung von Zahnabdrücken und Abformungen gemischt und dosiert. Da die Masse nach dem Mischen aushärtet, können die Düsen nicht wiederverwendet werden.

Die Düse besteht aus vier Kunststoffteilen. Einer der Teile, der Mischmechanismus, muss sich innerhalb der Düse frei drehen können. Der Rotationswiderstand muss weniger als 0,5 Newtonmeter betragen.

Um die Funktionalität des Mischmechanismus zu messen, integrierten die Ingenieure zwei Produkte der Kistler Gruppe: einen Drehmomentsensor Modell 4502A und das Prozessüberwachungssystem maXYmos BL.

Ein Drehmomentsensor führt Funktionskontrollen am Bauteil durch und kommuniziert direkt mit der Steuerung. Die Zykluszeit beträgt 1,5 Sekunden. Foto mit freundlicher Genehmigung der Kistler Group

Nach dem Zusammenbau der Düse misst der Drehmomentsensor, wie viel Kraft zum Drehen des Mischmechanismus erforderlich ist. Das maXYmos-System erfasst und analysiert den Drehmomentverlauf jeder Düse und speichert alle Daten zur Rückverfolgbarkeit.

„Rückverfolgbarkeit ist in der heutigen Medizinbranche eine wesentliche Anforderung und die Verantwortung dafür wird immer mehr auf den Sondermaschinenbauer abgewälzt“, erklärt Polak.

Die Kistler-Geräte kommunizieren direkt mit der Maschinensteuerung, sodass fehlerhafte Baugruppen automatisch und sofort von guten Baugruppen getrennt werden.

Das Montagesystem trennt im Bruchteil einer Sekunde automatisch Gut- und Fehlteile. Foto mit freundlicher Genehmigung der Kistler Group

„Bei einer Produktionsrate von 40 Teilen pro Minute – das entspricht einer Zykluszeit von 1,5 Sekunden – ist das eine enorme Herausforderung“, sagt Polak. „Deshalb sind wir mit der Technologie von Kistler so zufrieden. Es macht genau das, was wir für die Anwendung brauchen!

„Bevor wir Komponenten von Drittanbietern einsetzen, prüfen wir, ob wir die Anforderungen durch eine eigene Technologieentwicklung erfüllen können. Aber in diesem Fall war das System von Kistler einfach die bessere Alternative zur integrierten Prozessüberwachung.“

Kistler stellt verschiedene Sensoren zur Messung und Analyse von Größen wie Kraft, Drehmoment, Dehnung und Druck her. Das Unternehmen fertigt außerdem Servopressen zur präzisen Steuerung von Kraft und Weg bei der Einpressmontage.

Jonas & Redmann nutzt seit Jahren Kistler-Technologie. „In unseren Fügeprozessen nutzen wir bereits die elektromechanischen Fügesysteme von Kistler“, sagt Andreas Nowak, Leiter Maschinenbau und Betriebstechnik bei Jonas & Redmann. „Sie sorgen für eine effektive Automatisierung, da sie sich durch hohe Effizienz und präzise Steuerung auszeichnen.“

Jonas & Redmann entwirft und baut seit 1989 kundenspezifische automatisierte Montagesysteme. Foto mit freundlicher Genehmigung der Kistler Group

Ein wichtiger Faktor für den Erfolg der Düsenmontagemaschine war die Zusammenarbeit von Kistler mit den Ingenieuren von Jonas & Redmann. Gemeinsam entwickelten die beiden Teams schnell einen Prüfstand, um die Machbarkeit des Systems zu überprüfen. Der Test bestätigte bereits beim ersten Versuch, dass der Geberschaft für die Anwendung geeignet war. Die angenommenen theoretischen Werte für das Reibungsmoment waren nahezu identisch mit dem tatsächlich am Prüfstand gemessenen Drehmoment.

„Die hier eingesetzte Geberwelle hat sich bereits vielfach am Markt bewährt, insbesondere bei Anwendungen wie dieser zur Messung von Reibungskoeffizienten“, sagt Jörg Nimz, Vertriebsingenieur bei Kistler. „Deshalb freuen wir uns, dass Jonas & Redmann uns sein Vertrauen schenkt.“

Weitere Informationen zu Drehmomentsensoren und Prozessüberwachung finden Sie unter www.assemblymag.com, wo Sie die folgenden Artikel lesen können: Erhalten Sie ein Ziel für Fahrzeugdynamiktests. Kraft-Verschiebungs-Überwachung gewährleistet fehlerfreie Steckverbinder. Null Fehler sind der Maßstab für den Erfolg von Tier-1-Automobilzulieferern