Autor: Dipl.-Ing. Dipl. Wirt.-Ing. Lars Henning, Geschäftsführer der Aachener Maschinenbau GmbH (Amba), Alsdorf
Der E-Bike-Boom bringt es mit sich, dass der Bedarf an Dickend-Speichen beständig zunimmt. Bei der Fertigung von Speichenrohlingen erzielen die neuen Reduziermaschinen von Amba einen Durchsatz von bis zu 40 Stück pro Minute – eine um ein Vielfaches höhere Leistung als konventionelle Anlagen.
Die ersten beiden Maschinen der neuen Generation DD 350-II sind an einen Hersteller in Asien ausgeliefert und erzielen den von Amba spezifizierten Durchsatz von 40 Stück pro Minute. Dabei halten sie bei der Rundheit eine Toleranz von zwei bis drei hundertstel Millimeter ein.
Im Vergleich mit Fahrrädern ohne Motor haben Speichen für E-Bikes deutlich höhere mechanische Belastungen zu ertragen, denn in der Regel wird nicht nur schneller gefahren, sondern immer mehr schwere Personen steigen auf das Rad um. Besonders beim Bremsen müssen die Speichen an dem Ende, das in die Nabe eingehängt ist, deutlich höhere Kräfte übertragen. Das andere Ende kann den bisher üblichen Durchmesser aufweisen, denn der Übergang von der Speiche auf die Felge ist unkritisch. So werden Eindickend-Speichen mit großem Durchmesser an der Nabe und zwei mm Durchmesser an der Felge zurzeit stark nachgefragt. Mit ihnen können die Hersteller die Anforderungen an ein höheres Drehmoment der Nabe erfüllen und dennoch für die Felge weiterhin Standardkomponenten verbauen.
Doppeldickend-Speichen, die in der Mitte dünner sind als an den Enden, werden vorwiegend für High-End-Fahrräder verwendet. Sie sparen Gewicht ein und reduzieren den Strömungswiderstand.
Beiden Bauformen ist gemeinsam, dass die Rohlinge sich weder durch Ziehen noch durch Stauchen herstellen lassen. Auch das Hämmern ist bei hohen Stückzahlen keine Alternative: Der Durchsatz beträgt erfahrungsgemäß nur zwei bis drei Stück pro Minute.
Das Prinzip
Amba wendet ein grundlegend anderes Verfahren an – das servo-gesteuerte Formwalzen. Wie alle Maschinen von Amba ist auch die neue Reduziermaschine DD 350-II eine All-in-One-Maschine. Alle Prozessschritte vom Abhaspeln des Drahtes bis zum fertigen Rohling erfolgen in derselben Anlage.
Vor der Walzeinheit wird der Draht zunächst im Rollenrichtapparat gerichtet (Bild 2). Zwei servo-gesteuerte Kugelgewindespindeln bewegen die Klemmeinheiten auf den Schlitten, die den Draht durch die Maschinenstationen ziehen (Bild 3). In der Walzeinheit realisieren servo-gesteuerte Kurven die radiale Bewegung der beiden um 90° versetzten Walzenpaare (Bild 4). Das erste Walzenpaar erzeugt einen ovalen Querschnitt, das zweite die runde Kontur. Der Abstand der Walzen wird während des Durchlaufs geregelt, sodass der Durchmesser der Rohlinge auf der gesamten Länge auf das jeweils spezifizierte Maß gebracht wird.
Anschließend durchläuft der bereichsweise reduzierte Draht den rotierenden Richtapparat und wird zum Schluss geschnitten. Wird im dicken Bereich getrennt, entstehen Doppeldickend-Rohlinge; erfolgt es im Übergangsbereich, sind Eindickend-Speichen das Endprodukt.
Die Steuerung
Das zentrale Element der Maschine ist ihre Servosteuerung, die Präzision mit hoher Bedienerfreundlichkeit vereint: Der Anwender gibt lediglich die Geometrie des Rohlings ein, die Maschine adaptiert alle Walzparameter automatisch. Dies hört sich zunächst einfach an, der Teufel liegt aber im Detail: Wenn man einen Parameter – zum Beispiel den Abstand eines Walzenpaares – ändert, hat das unmittelbar Auswirkungen auf eine Vielzahl anderer Stellgrößen. Die digitale Steuerung macht es möglich, alle Parameter innerhalb kürzester Zeit flexibel an unterschiedlichste Anforderungen der Hersteller anzupassen: Innerhalb von weniger als 10 Minuten werden die Maschinen der neuen Generation auf ein anderes Produkt umgerüstet … ein Vorgang, der bei älteren Maschinen mehrere Stunden in Anspruch genommen hat.
Auch beim Umrüsten auf andere Durchmesser sparen die Anwender Zeit. Es wird nicht nur das Werkzeug getauscht, sondern das komplette Modul „Werkzeugaufnahme“.
Nachdem die ersten Maschinen für Fahrradspeichen ihre Leistungsfähigkeit im praktischen Einsatz bereits bewiesen haben, konzipiert Amba zurzeit eine Maschine, die Draht mit einem Durchmesser von bis zu 5 mm verarbeitet. Der Zielmarkt: die Motorradindustrie.
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Bild 1: Bei einem Durchsatz von 40 Stück pro Minute bewegen sich die Schlitten der Speichenreduziermaschine sehr schnell. Dateiname: Amba_IMG_3690.jpg |
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Bild 2: Vor der Walzeinheit wird der Draht im Rollenrichtapparat gerichtet. Dateiname: Amba_IMG_3551.jpg |
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Bild 3: Servo-gesteuerte Kugelgewindespindeln bewegen die Schlitten, die den Draht durch die einzelnen Stationen ziehen. Dateiname: Amba_IMG_3504.jpg |
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Bild 4: In der Walzeinheit realisieren servo-gesteuerte Kurven die radiale Bewegung der beiden um 90° versetzten Walzenpaare. Dateiname: Amba_IMG_3494.jpg |
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Bild 5: Die neuen Maschinen stellen Doppeldickend-Speichen her, deren Durchmesser in der Mitte nur etwa 1,5 mm beträgt. Dateiname: Amba_IMG_2867.jpg |
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Bildrechte: Werksfoto Aachener Maschinenbau GmbH
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Kontakt: Aachener Maschinenbau GmbH |
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Über AMBA
Die Aachener Maschinenbau GmbH – meist „AMBA“ genannt – wurde im Jahr 1908 im Umfeld der Aachener Nadelindustrie gegründet, die seinerzeit weltweit renommiert war. Seitdem hat sich das Unternehmen mehr und mehr zum international anerkannten Spezialisten für Maschinen zur Kaltumformung von Bauteilen aus Metall entwickelt.
Heute stellt AMBA vorwiegend Spezialmaschinen für die Produktion von langen Bauteilen her, deren Querschnitt sich über die Länge verändert – so zum Beispiel von Schrauben mit einer Länge zwischen 60 und 2.500 mm sowie von Rohren und Speichen.
Mit dem All-in-one-Prinzip ist AMBA der weltweit einzige Hersteller von Maschinen, der die kontinuierliche Fertigung langer oder komplexer Teile in einer einzigen Maschine realisiert: Vom Halbzeug – sei es Draht oder Rohr – bis zum fertigen, verpackten Produkt laufen alle Prozessschritte in einer Maschine ab – in der Branche unerreicht.
Am heutigen Stammsitz des Unternehmens in Alsdorf in der Nähe von Aachen arbeiten 80 Mitarbeiter in Entwicklung, Konstruktion, Fertigung und Kundendienst.
Auf der WIRE 2024 stellt die Aachener Maschinenbau GmbH (Amba) zwei neue All-in-One Maschinen vor. Die Schraubenmaschine BM12 ist die erste, die aus Draht mit 18 mm Durchmesser bis zu 70 Schrauben pro Minute herstellt.
Mit der dritten Generation der All-in-One Reduziermaschinen für Ein- oder Doppeldickend-Speichen – zum Beispiel für E-Bikes und Lastenfahrräder – hat Amba die Geradheit der fertigen Speichen weiter erhöht.
Die Aachener Maschinenbau GmbH (Amba) hat die bewährten All-in-one-Maschinen für die Herstellung von langen Schrauben weiterentwickelt: Sie fertigen jetzt Vollgewindeschrauben von bis zu 420 mm Länge mit einem Außendurchmesser von 10 mm.
Auf der WIRE 2022 stellt Amba erstmals die neue All-in-one-Maschine für die Fertigung von Vollgewindeschrauben von 420 mm Länge mit einem Außendurchmesser von 10 mm vor. Sie ist die weltweit erste, die derart lange und dicke Schrauben in einem Durchgang direkt vom Coil zum fertigen Produkt formt.
Amba ergänzt seine All-in-One- Schraubenmaschinen um weitere zerspanende Funktionen und erhöht so Durchsatz und Flexibilität bei der Herstellung von Schrauben. Eine neue Maschine produziert bis zu 80 Spezialschrauben pro Minute, die bereits mit einer Nut im Bereich der Schraubenspitze versehen sind..
AMBA baut Spezialmaschinen für die Herstellung von Schrauben von 60 bis 2500 mm Länge sowie von Rohren und Speichen mit über die Länge variierendem Querschnitt. Unsere Kernkompetenz ist die Kaltumformung von Metall.
