Es lebe die Kurve

Markus und Martin Pfuderer - Die Kurvenscheibe lebt weiter. Das Herz der Maschine braucht nur wenige Hilfsmittel, und es schlägt. Trotz Mechatronik oder gerade wegen ihr bewährt sich der Klassiker.

18. August 2006

Eine mechanische Kurve ersetzt einen Zylinder, das dazugehörende Pneumatikventil sowie die zwei entsprechenden Sensoren. Im Gegensatz zur elektropneumatischen Lösung ist die Installation einfach, und der SPS-Programmieraufwand sowie die Inbetriebnahme entfallen. Die Kurve ist in zehn Minuten gefräst und muss anschließend nur noch gehärtet werden. So läuft eine mechanisch gesteuerte Maschine, bei weitaus geringerem Energieverbrauch. Ein oder ausgebaut ist die Steuerwelle mit der Kurvenscheibe in weniger als einer halben Stunde. »Eine servomotorische Achse ist auch nicht schneller inbetriebgenommen«, ist Markus Pfuderer überzeugt. So einfach die Formel klingt, ohne das Know-how des eingefleischten Maschinenbauers läuft nichts.

Pfuderer ist ein mittelständisches Unternehmen aus Ludwigsburg unweit von Stuttgart, dort wo das Herz des deutschen Maschinenbaus am lautesten schlägt.

Alternativen zur Königswelle haben es bei sehr hohen Taktzahlen und Stückzahlen schwer. Die Welle ist zwar nicht flexibel, aber man kann sie auch teilen oder wie gesagt in einer halben Stunde ausbauen. »Ein Softwarefehler lässt sich kaum in dieser Zeit beheben. Das kann drei Tage dauern«, rechnet Markus Pfuderer dagegen und lacht. Der Maschinenbauer aus Ludwigsburg ist alles andere als ein Softwaregegner. Auf den Foren Mechatronik im Maschinenbau ist er ein gern gesehener Gast, der über seine Erfahrung mit den diversen Verbindungen zwischen Mechanik, Elektronik und Software spricht. Außerdem kennt er die natürliche Distanz, die der klassische Maschinenbauer in puncto Software und Elektronik hegt.

»Wir sind Automatisierer«

Er hält nicht viel von solchen Berührungsängsten, schließlich will das Unternehmen Pfuderer sich nicht auf den Maschinenbau beschränken. Die vielfältigen Lösungen, die in der Ideenschmiede in Ludwigsburg am Neckar entstehen, rechtfertigen längst den Titel des Automatisierers mit konstruktiver Kompetenz. »Es sind nicht die Maschinen allein, die für unsere Kompetenz sprechen. Wir entwickeln dem Kunden für seine Produkte eine zuverlässige, wirtschaftliche Lösung seiner Montageaufgabe.« Ziel ist es, ihn bei seinen Produktentwicklungen frühzeitig zu beraten und Verbesserungsmöglichkeiten zu erkennen. Allerdings gehören zur Integration komplexer Prozesse passende Grundsysteme. Und hier zahlt sich der Ruf als Spezialist für Rundtaktmaschinen im Baukastensystem aus.

Beispiele sind Pfuderer RTS Ringtakt- und Ringtransfer-Systeme und LTS Längstakt- und Längstransfer-Systeme, die eine schnelle und effiziente Montage ermöglichen, sowie die umfangreiche Erfahrung der Ludwigsburger bei der Integration von komplexen Prozessen in der Automobilzuliefer-, Elektro-, Beschlag- und Kunststoffindustrie. Ihre Lösungen und Systeme haben einen festen Platz in der Montage- und Handhabungstechnik.

Modular im Ringtakt

Wer heute von Pfuderer spricht, denkt zunächst an das Ringtaktsystem mit den stehenden Steuerwellen. Es wurde 1990 entwickelt und war bereits ein Paradebeispiel für die Modularisierung der zugehörigen Handhabungs-, Bewegungs-, Vereinzelungs-, Orientierungs- und Zuführeinheiten.

Der Vater von Markus und Martin Pfuderer hat bereits 1975 die erste Schalttellermaschine mit stehenden Steuerwellen entwickelt, auf der fast alle Rundtischmaschinen basieren. Auf diesem Entwicklungsstand wollte man im Hause Pfuderer nicht stehen bleiben, deshalb haben die Konstrukteure 1990 die Maschine nicht mit Teller, sondern mit einem Ring gebaut. Markus Pfuderer: »Mit dieser Konstruktionsart, der Kombination von Ringbauweise, stehenden Steuerwellen und linear angetriebenen Hubstößeln, sind wir heute noch einzig­artig.« Die erste Maschine produzierte für die Firma Braun Elektrozahnbürsten und konnte ihre Stärke zeigen: hohe Taktzahlen und enorme Zuverlässigkeit.

»Die Schnelligkeit und die Zuverlässigkeit des Maschinenkonzepts waren auch für weitere Meilensteine in der Unternehmensentwickung verantwortlich«, ist Geschäftsführer Martin Pfuderer, der Bruder von Markus überzeugt. Einer davon war eine Zusammenarbeit mit der Fa. Siemens. Der Betriebsmittelbau von Siemens hatte 1996 für die Montage von Steckdosen und Leitungsschutzschaltern nach einem mechanisch gesteuerten System gesucht. »Schließlich weiß auch der größte Automatisierer die Zuverlässigkeit von Kurve und Königswelle zu schätzen«, sagt Markus Pfuderer. Ziel von Siemens war für ihre elektropneumatischen Anlagen eine Alternative zu finden, die 30 Takte der Anlagen waren zu wenig. Der neue Leitungsschutzschalter sollte mit 60 Takten produziert werden - auf Basis einer mechanisch gesteuerten Anlage. Markus Pfuderer: »Unser System hat ihnen imponiert, zum einen als Baukasten, aber vor allem, da es ein Ringsystem ist und die Zugänglichkeit zum Werkstück von zwei Seiten ermöglicht. Wir haben daraufhin Komplettanlagen für die Steckdosenmontage entwickelt und die Grundmaschinen für die Leitungsschutzschalter geliefert.« Die Favoritenrolle bekommt die Königswelle bei Pfuderer nicht aus Prinzip. Dazu sind die Pfuderer-Brüder zu pragmatisch. »Der Kunde entscheidet«. Doch dass es Anwendungen gibt, in denen die Kurve anderen Konstellationen überlegen ist, daran lassen sie keinen Zweifel.

Ein Beispiel sind schnelle Prozesse: »Die Pharmaindustrie versucht jeden Zylinder wegzukriegen. Denn jedes Ventil hat eine bestimmte Anzahl von Schaltungen. Wenn man das mit Millionen produzierten Stückzahlen bemisst, muss man es jedes halbe Jahr auswechseln«, schätzt Markus Pfuderer. Pneumatik- Elementen bescheinigt er große Probleme mit den Angaben High Speed und Pick & Place. »Manche Katalogwerte, die Hersteller von pneumatischen Elementen angeben, versprechen meines Erachtens zu viel. Wenn bei hohen Taktzahlen die Zylinder ausschlagen, schwenkt der Kunde auf mechanische Maschinen um.« Bei bis zu 15 Takten gesteht er dem Pneumatikzylinder Vorteile zu, aber bei

höheren Taktzahlen komme ein Pneumatikzylinder schnell an die physikalischen Grenzen. »Wer eine Anlage mit 100 Takten fährt, vertraut keinem Zylinder und keinem Ventil - das sind zu hohe Unsicherheitsfaktoren«, ist Markus Pfuderer überzeugt. Servopneumatik als Alternative sei zu aufwändig und eine elektrische Achse inklusive Leistungsverstärker, Antrieb und Führung mit 3.000 bis 5.000 Euro ziemlich teuer. Aber Pfuderer verbaut auch servomotorische Achsen: »Wir haben Anlagen mit 30 elektrischen Achsen - das macht bei vielen Palettierungen oder der Produktion von Teilefamilien Sinn.« Aber für Handhabungsvorgänge, die sich nicht verändern, empfiehlt Markus Pfuderer die mechanische Antriebsart. Die Zukunft gehört der Kombination zwischen mechanischer Antriebsart und Linearmotortechnik. Pfuderer kann durch seine linear angetriebenen Hubstößelantriebe der Stationen zwischen mechanischer und linearmotorischer Antriebsart wählen. Ganz im Sinne der Mechatronik, die Mechanik nicht ersetzt. »Mecha wiegt weiterhin viel.«

Linearmotor oder Kurve?

Für Markus Pfuderer integriert Mechatronik die Linearmotortechnik, um die Flexibilität zu erhöhen. Die Grundbausteine der Maschine bleiben, aber Design-Änderungen am Produkt erfordern in einer Rundtaktanlage flexible Handhabungstechnik. Häufige Produktwechsel und Variantenvielfalt werden vor allem durch verschiedene Handhabungstechniken geregelt. »Mechatronische Bauweise ist angesagt, um die Flexibilität und die Variantenvielfalt zu erhöhen - aber nicht um die Geschwindigkeit zu toppen. Mit bis zu 100 Takten in der Minute liegt die Kurvensteuerung gut im Rennen. »Die Kurve ist zuverlässig, langlebig und günstig. Bei Variantenvielfalt gehort der Linearmotor zur Pfuderer-Lösung.« Peter Schäfer

FAKTENMarkus Pfuderer

- Ausbildung zum Maschinenbau-Mechaniker bei der Fa. Grob in Mindelheim. Fachhochschulstudium zum Dipl.-Ing. (FH), Fachrichtung Maschinenbau-Produktionstechnik, an der Fachhochschule in Esslingen.

- Seit 1990 tätig bei der Pfuderer GmbH Er verantwortet den Bereich

Marketing.

Martin Pfuderer

- Studium des Maschinenbaus an der Universität in Stuttgart mit Abschluss Dipl.-Ing. Arbeitswissenschaftliches Aufbau-Studium an der Universität in München mit Abschluss Dipl.-Wirtsch.-Ing.

- Seit dem Jahr 1990 arbeitet er bei der Pfuderer GmbH. Seit 1998 ist er Geschäftsführer des Unternehmens.

Erschienen in Ausgabe: 05/2006