Luft-hydraulische Falzapparate unterstützen eine schnelle Beschnittproduktion ohne Computer

Von Karen Knapstein

Verbesserungen in der Fertigungstechnologie, um die Produktion schneller und genauer zu machen, bedeuten nicht unbedingt, dass es bei den Fortschritten um schnellere Computer und Software geht. Star 1 Products, LLC in McBain, Michigan, das sich auf die Belieferung von Unternehmen spezialisiert hat, die auf den Einsatz computergestützter Geräte verzichten, stellt jetzt einen Luft-über-Hydraulik-Faltapparat her, der es dem Benutzer ermöglicht, Beschnitte mit einer Geschwindigkeit vorzunehmen, die ohne Computer nicht für möglich gehalten worden wäre . Tatsächlich sagen einige Benutzer, dass die Geschwindigkeit, mit der ein geschulter Arbeiter Beschnitte mit dem Luft-über-Hydraulik-Falzgerät ausführt, mit computergesteuerten Maschinen vergleichbar ist.

Laut Nelson Miller von Star 1 Products wird das Luft-über-Hydraulik-Konzept seit etwa 10 Jahren eingesetzt. Sein Unternehmen hat erst vor kurzem mit der Herstellung der Maschinen begonnen, sodass sie erst seit etwa einem Jahr im Handel erhältlich sind. 

Der Star 1 Trim Folder ist eine Low-Tech-Option für diejenigen, die ohne Computer leben möchten, aber einen hochwertigen Ordner wünschen. Es wird mit einer in den USA montierten und in Deutschland hergestellten Bremse hergestellt. Nelson sagte, sie hätten sich für diese spezielle Bremse entschieden, weil die Schürze in einem Winkel in die Ausgangsposition zurückschwenkt, was es für den Bediener einfacher macht, das Beschnittteil in die Maschine einzuführen. Star 1 kauft die Bremse und fügt das pneumatische und hydraulische Steuersystem hinzu. 

Air Logic & Vorlagen

Angetrieben von einer externen Stromquelle, beispielsweise einem Dieselaggregat, verwenden Luft-hydraulische Bremsen ein Schablonensystem, um immer wieder schnell und präzise das gleiche Stück Beschnitt herzustellen. Sobald die Vorlage festgelegt ist, müssen beim Profilwechsel nur die Vorlagen ausgetauscht werden. Für jedes Profil wird eine andere Vorlage verwendet.

„Die Funktionsweise der Maschine besteht darin, dass man das Metall gegen die Rücklaufsperre positioniert und das Pedal betätigt, um den Zyklus zu starten“, erklärte Nelson. „Die Klemme schließt sich und die Schürze macht die Biegung, die die Schablone vorgibt. Die Schürze geht dann in die Ausgangsposition, die Klemme öffnet sich und die Schablone bewegt sich einen Schritt vorwärts. Der Hinteranschlag bewegt sich dann vorwärts oder rückwärts (wie in der Schablone vorgegeben), bis er am nächsten Anschlag anliegt. 

Die Maschine wartet dann, bis der Bediener das Fußpedal betätigt, um die zweite Kurve zu aktivieren. Der Bediener hält das Trimmstück gegen den Hinteranschlag, drückt das Startpedal und die Sequenz wiederholt sich. Dies wird so lange fortgesetzt, bis das Teil fertig ist. An diesem Punkt wird die Vorlage automatisch zurückgesetzt 

„Für jede Biegung, die Sie machen, gibt es eine Zeile in der Vorlage“, fuhr er fort. Wenn Sie also drei Biegungen im Beschnitt vornehmen müssen, verfügt die Schablone über drei Reihen von Anschlägen. Die Oberseite der Schablone steuert den Biegewinkel, während die Unterseite den Hinteranschlag steuert. 

Nelson sagte, dass der Markt für Metallbeschläge mit einfachen Formen wie J, Ecken und Firstkappen begann, aber mittlerweile gibt es verschiedene Formen und Spezialbesätze, die zu komplizierten Biegungen führen können. Mit dem Schablonensystem können Bediener komplizierte Zuschnitte mit mehreren Biegungen effizient und genau durchführen. Da die Vorlage bis zu 18 Linien umfassen kann, kann der Falzapparat „ein Stück Besatz biegen, der 18 verschiedene Biegungen oder Säume oder ähnliches hat“, sagte er.

Nelsons Bruder Robert, der bei Star 1 Products an Design und Fertigung arbeitet, beschrieb die Technologie wie folgt: „Vorlagen sind der ‚Computerchip‘.“ Der Bediener richtet die Schablone mit den Optionen „Biegewinkel“, „Hinteranschlag“, „Offener Saum“ und „Nur Klemme“ ein. Die Maschine „liest“ dann die Vorlage. Die Vorlagen sind für jedes Profil vollständig anpassbar.“

Bevor es diese Art von Ausrüstung gab, erinnerte sich Nelson, musste man, wenn man 40 Teile eines bestimmten Zuschnitts benötigte, die erste Biegung an allen 40 Teilen vornehmen und dabei jedes Stück beiseite legen. „Dann würden Sie den Hinteranschlag neu einstellen, den nächsten Winkel biegen und alle 40 Teile noch einmal bearbeiten“, sagte er. Abhängig von der Anzahl der erforderlichen Biegungen müssen Sie möglicherweise jedes Teil mehrmals bearbeiten.

Das Vorlagensystem beschleunigt die Produktion erheblich. „Früher mussten sie eine Figur möglicherweise fünfmal (oder öfter) bewegen. Aber mit dem Schablonensystem müssen Sie das Teil nur einmal bearbeiten und alle Biegungen vornehmen, bevor Sie es in das fertige Gestell einsetzen“, erklärt Nelson.

Der Beschnittordner Star 1 wird außerdem mit einer benutzerdefinierten Vorlage geliefert, mit der der Benutzer die Anschläge für jedes Beschnittteil festlegen kann, das ein Kunde bestellt. In die benutzerdefinierte Vorlage ist neben jedem Schlitz auf der Unterseite ein Maßband eingebettet. Zum Einstellen der Anschläge dient das Maßband. „Es ist ziemlich einfach“, sagte Nelson. „Mit einem Inbusschlüssel lösen, bewegen und ziehen Sie es wieder fest. Auf der Oberseite sind die Gradangaben von 30° bis 130° eingezeichnet. Das sind Bezugspunkte. Wenn Ihre erste Biegung einen 90°-Winkel haben muss, verschieben Sie den Biegeanschlag in dieser Reihe auf die 90°-Markierung. Das wiederholen Sie für jede Biegung des Teils.“

Robert fügte hinzu: „Vorlagen für kundenspezifische Bestellungen für den Tag können von jemand anderem als dem Bediener eingerichtet werden, sodass der Bediener einfach die entsprechende Vorlage greift und die Produktion nicht verlangsamen muss.“

Am nächsten Tag möchte vielleicht jemand etwas anderes. Dieselbe benutzerdefinierte Vorlage kann wiederverwendet werden. „Oder einige Geschäfte benötigen möglicherweise zusätzliche Vorlagen, damit sie immer wieder eine Vorlage für individuelle Zuschnitte erstellen können“, sagte Nelson. „Für einmalige Projekte verwenden Sie die benutzerdefinierte Vorlage.“

„Die Geschwindigkeit ist vergleichbar mit den CNC-Versionen auf dem Markt“, fügte Robert hinzu. Eine computergestützte Maschine hat die Möglichkeit, unbegrenzt viele individuelle Zuschnitte im Speicher zu speichern. Mit dem Vorlagensystem verfügen Sie über einige benutzerdefinierte Vorlagen, die Sie für Ihre einmaligen individuellen Schnittaufträge jedes Mal neu anpassen. Es erfordert mehr Vorlagenerstellung und Gehirnarbeit als ein Computer (was tatsächlich gut für Ihre Gesundheit ist).“

Die Luftlogiksteuerungen stammen von Telemechanique, einem Geschäftsbereich von Parker. Die Steuerung ist sehr zuverlässig. „Es scheint eine sehr gute Qualität der Luftlogik zu sein“, sagte Nelson. "Es funktioniert gut. Es ist jedoch immer wichtig, dass keine Verunreinigungen wie Feuchtigkeit oder Öl in die Luftleitung gelangen. Trockene, saubere Luft ist bei Air-Logic-Steuerungen sehr wichtig.“

Robert fügte hinzu: „Das von uns verwendete Luftlogiksystem ist ein hochwertiges System, das, wenn es mit sauberer, trockener Luft versorgt wird, ‚bombensicher‘ ist.“ Sie haben sich seit vielen Jahren im harten täglichen Einsatz bewährt.

„Obwohl die Luftlogik auf den ersten Blick etwas kompliziert erscheinen mag, ist sie viel einfacher als Computersysteme und daher für den Bediener einfacher, Fehler ohne fremde Hilfe zu beheben.“

Für ein präzises Biegen ist auch die Wartung der Hydraulik wichtig. „Genauigkeitsprobleme entstehen normalerweise durch ungleichmäßige Hydrauliköltemperaturen“, erklärt Robert. „Wir empfehlen die Installation von Geräten, die eine konstante Öltemperatur und damit eine konstante Genauigkeit gewährleisten.“

Wie es begann

Star 1 stellt die Luft-über-hydraulischen Beschnittfalzmaschinen seit etwa einem Jahr her, aber die Falzmaschine wurde tatsächlich vor etwa zehn Jahren von Ray Wagler und seinem Team bei Royal Oak Metal Sales entwickelt, zu dem auch Jerry Schrock gehörte, der im Büro war für den Verkauf, Jacob Mishler, der die Rollform-Seite des Ladens leitete, und Lavern Jantzi, der ihr Kopfschnittmann war.

„Die treibende Kraft bestand darin, Menschen, die auf den Einsatz von Computern verzichten möchten, eine alternative Möglichkeit zum Biegen zur Verfügung zu stellen“, sagte Ray.

Ray, der 2010 erstmals in der Metallumformung tätig war, sagte, er habe seine erste Modifikation an einer 10-Fuß-Roper-Whitney-Handbremse vorgenommen. „Ich war noch nicht lange im Geschäft, als ich darauf einen Hinteranschlag baute“, erinnert er sich. „Das war mein erster Versuch, eine Bremse mit einer Art Hinteranschlag zu bauen.“ Zuvor müssten sie ein Klebeband herausnehmen und Markierungen auf der Zierleiste machen. „Wir müssten messen, wo jede Biegung an jedem Verkleidungsstück verlaufen würde. Es war sehr zeitaufwändig und nicht genau genug.“

Im Winter 2011/Frühjahr 2012 kaufte sein Unternehmen eine gebrauchte 16-Fuß-Chicago-Bremse. „Wir haben es mit 12-Volt-Gleichstrom über Hydraulik automatisiert“, erinnert sich Ray. „Es war unser erster Versuch, eine automatisierte Maschine zu bauen. Wir haben diese spezielle Maschine etwa drei Jahre lang benutzt. Wir haben dabei viel gelernt.“

Im Herbst 2013 kauften sie einen neuen 21' Bradbury Folder. „Wir vier verbrachten viele Stunden damit, verschiedene Aspekte der Maschine zu besprechen, während wir an dem Projekt arbeiteten“, erinnert sich Ray. „Lavern und ich haben den ganzen Winter an der Bradbury-Maschine gearbeitet; voraussichtlich von Anfang Januar bis Mitte April. 

„Das Erlernen der Luftlogik war ein großer Teil der Reise. Es war unser erstes Projekt, bei dem wir Luftlogik als Steuerungsmedium verwendeten. 

„Wir haben ein Schablonensystem entwickelt, weil wir die Konsistenz eines mechanischen Stopps wollten“, fuhr er fort. „Ein mechanischer Anschlag ändert sich nicht, wenn sich die Hydrauliköltemperatur ändert. Leider ändert sich der Biegewinkel, wenn die Öltemperatur stark schwankt. Es ist wichtig, eine ziemlich konstante Hydrauliköltemperatur aufrechtzuerhalten. 

„Wir haben eine Aluminiumschablone verwendet, die in einen Schablonenumschlag an der Maschine geschoben wird.“ Zum Profilwechsel wird die Vorlage einfach aus der Hülle genommen und durch die benötigte Vorlage ersetzt. „Jede Vorlage ist deutlich gekennzeichnet. Was daraus entsteht, ist auf der Schablone eingeprägt: Normale Ecke, Mini-Ecke, Firstkappe usw. Jetzt können wir innerhalb von 30 Sekunden von einem Profil zum nächsten übergehen. Nach der anfänglichen Lernkurve kann das Einrichten einer Vorlage für eine normale benutzerdefinierte Zierleiste in wenigen Minuten erledigt werden“, erklärt Ray.

Am Ende der Saison 2016 kaufte Ray eine in Deutschland hergestellte Variobend-Bremse, auf der er ein Luft-über-Hydraulik-Setup aufbauen konnte. „Mir gefällt, dass sich die Schürze um 45° nach hinten neigt, anstatt vertikal zu sein. Es erleichtert das Einlegen des Werkstücks“, sagte er.

Bei der Verwendung „teilt“ die Schablone der Maschine mit, was der nächste Schritt in der Sequenz ist, und der Hinteranschlag bewegt sich entsprechend den Vorgaben der Schablone vor oder zurück. In Sekundenschnelle ist der Bediener bereit für die nächste Kurve.

„Und wir können das Stück jedes Mal dimensional wiederholen. Ich würde sagen, dass es im Vergleich zu einer computergesteuerten Maschine in puncto Geschwindigkeit, Laufruhe und Genauigkeit besser abschneidet“, sagte Ray.

Ray fühlt sich mit der Maschinenentwicklungserfahrung und dem Ergebnis gesegnet. „Mit dem Einbringen aller Ideen und Talente und mit Gottes Segen hat es gut geklappt.  

Was andere sagen

Lamar Miller kaufte Royal Oak Metal Sales 2018 von Ray und verlegte es nach Tustin, Michigan. Aber der Bradbury-Ordner passte nicht zum Geschäft. „Ich habe die Firma von Ray gekauft. Ich habe einige der Maschinen gekauft, aber nicht alle. „Ray hat den Bradbury-Ordner behalten“, sagte Lamar.

Lamar erwarb später ein Luft-über-Hydraulik-Faltwerk; Er kaufte das, das Ray auf dem 21 Fuß langen Variobend-Rahmen baute. Auch er sagt, da die Schürze im 45°-Winkel nach hinten geht, lässt sich der Schaft leichter einführen. 

Auf die Frage, wie sich der Einsatz eines Luft-über-Hydraulik-Falzgeräts auf die Art und Weise ausgewirkt hat, wie sie in ihrer Metallwerkstatt Zierleisten herstellen, antwortete Lamar: „Es gibt keinen Vergleich. Es ist viel genauer und wahrscheinlich dreimal schneller als ohne diese Steuerung. Vielleicht sogar mehr. Wir haben diese Vorlage und das ist der Schlüssel. Die Wiederholgenauigkeit ist von unschätzbarem Wert. Sie können die Vorlage eine Woche später einschieben und das nächste Stück, das Sie anfertigen, wird maßlich mit dem letzten Stück übereinstimmen, das Sie [mit dieser Vorlage] angefertigt haben.“ Wenn Sie hingegen die Anschläge jedes Mal neu einstellen müssen, ist die Wiederholgenauigkeit schwer zu erreichen. 

Zusätzlich zu Geschwindigkeit und Genauigkeit kann die Verwendung der Bremse mit Schablonensteuerung es einfacher machen, jemandem das Biegen des Trimms beizubringen. Lamar erklärte: „Er muss nur wissen, wann er den Ball umdrehen muss und so weiter. Es ist viel einfacher [als die Verwendung einer manuellen Bremse]. Aber es erfordert immer noch mehr Gehirnarbeit als eine computergesteuerte Steuerung für ein individuelles Zierstück. 

„Sobald die Person, die die Bremse betätigt, weiß, was sie tut“, fuhr er fort, „dauert die Einrichtung einer benutzerdefinierten Trimmung ungefähr genauso lange wie die Einrichtung einer computergesteuerten Steuerung.“ Es läuft reibungslos und schnell. Da die Nockenbewegung die Schürze antreibt, lässt sich eine hohe Geschwindigkeit erzielen. Bei einer computergesteuerten Maschine wird der Ölfluss am Ende der Kurve verlangsamt, um den Übergang in den Rückwärtsgang zu glätten. Bei unserer Maschine verlangsamt die Nockenwelle automatisch die Geschwindigkeit, wenn vom Vorwärts- in den Rückwärtsgang geschaltet wird.“

Lamar sagte, sie hätten etwa anderthalb Jahre nach Erhalt der Maschine einen Zähler hinzugefügt. Als Beleg für die Schnelligkeit und Zuverlässigkeit der Falzmaschine nannte er seine Zahlen: Vom 20. April 2021 bis zum Morgen des 29. November 2023 hat die Maschine 486,611 Biegungen gemacht. 

Die Bedeutung von Qualität, Geschwindigkeit und Wiederholbarkeit kann nicht genug betont werden. Lamar sagte, dass der Luft-über-Hydraulik-Faltapparat „es uns ermöglicht hat, mit einer computergesteuerten Maschine zu konkurrieren.“ Wenn Sie hochwertige, mit Metall verkleidete Wohngebäude bearbeiten wollen, brauchen Sie die Qualität, die eine Maschine wie diese bieten kann.“

Die erste Maschine läuft immer noch einwandfrei

Im Jahr 2020 verkaufte Ray den originalen Bradbury-Faltapparat mit Air-Logic-Steuerung an Stephen Zook von Windy Hill Metals in Fountain City, Indiana. Auf die Frage, wie der Ordner für ihn funktioniert, sagte Steph: „Es gefällt uns wirklich gut. Es ist eine der besseren Investitionen, die wir je in eine Ausstattungslinie getätigt haben. Bei benutzerdefinierten Zierleisten ist die Einstellung einfach und dauert nicht lange. Eigentlich sind wir so gut wie ohne Computer, und das Schöne an [diesem Ordner] ist, dass wir es selbst reparieren können, wenn etwas nicht stimmt. Wir müssen nicht auf einen Techniker warten. Wir können das Problem beheben und weitermachen.“ Und die Einstellungen sind einfach. Es dauert nicht lange, jemandem beizubringen, es zu benutzen: „Nur eine kurze Zeitspanne.“ 

Das erste Luft-über-Hydraulik-Faltwerk ist mittlerweile 10 Jahre alt und arbeitet jeden Tag hart. „Diese Maschine läuft weiter, solange man sie bedient“, sagte Steph. „Wir verwenden es schon seit einigen Jahren. Wir haben hier und da einige Teile geändert, aber das war's. Jede Bremse verschleißt. Aber wenn es computerisiert wäre, hätten wir noch viel mehr durchmachen müssen.“ Da es nicht computerisiert ist, müssen die Steuerungen nicht aktualisiert werden und werden in Zukunft genauso funktionieren wie heute. 

„Wir sind bereit, ein weiteres zu bekommen“, fuhr Steph fort. Deshalb bekommen sie einen neuen Star 1 Trim Folder für den Laden in Fountain City. „Ich würde keine weitere Maschine kaufen, wenn ich damit nicht zufrieden wäre“, überlegte er. 

Der Vorlagenordner hat das Leben viel einfacher gemacht und es der Metallwerkstatt ermöglicht, wettbewerbsfähig zu sein. „Wenn Sie High-End-Wohnmöbel mit Metallverkleidung herstellen, benötigen Sie die Qualität, die eine Maschine wie diese bieten kann“, sagte Steph. 

„Es ist großartig, mit den Leuten von Star 1 zusammenzuarbeiten“, sagte er begeistert. „Sogar die anderen Geräte funktionieren gut. Wir haben einen Filzapplikator. Wir bekommen auch ein neues davon. Das war eine der besseren Investitionen, die wir je für den Laden getätigt haben.“ 

Es ist nicht jedermanns Sache

Ray, der jetzt Elite Metal in McBain betreibt, sagte, dass eine Luft-über-Hydraulik-Maschine nicht jedermanns Sache sei. „Ob Sie eine solche Maschine benötigen oder nicht, hängt vom benötigten Produktionsniveau ab.“ Wenn Sie nur wenige Schnitte vornehmen, benötigen Sie wahrscheinlich keine Maschine mit hohem Volumen und hoher Genauigkeit. Mit der zunehmenden Beliebtheit von Barndominiums und Metalldächern für Wohngebäude halten es jedoch immer mehr Metallwerkstätten für notwendig, die Qualität und Geschwindigkeit ihrer Zierleistenfertigung zu verbessern.

Das bedeutet, dass das Interesse an Bremsen, die in der Lage sind, schnell qualitativ hochwertige Komponenten herzustellen, zunimmt. Nicht jeder ist daran interessiert, sich auf Computer zu verlassen, um Genauigkeit und Volumen zu erreichen, und da passt Star 1 ins Spiel. Ray sagte, er sei nicht daran interessiert, die Maschinen als Unternehmen herzustellen. „Nelson und Robert Miller [bei Star 1] sind junge Unternehmer, die sich für die Maschine interessierten, und wir haben eine Vereinbarung darüber ausgearbeitet, wie wir zusammenarbeiten können, um diese Maschine jedem zur Verfügung zu stellen, der eine solche Maschine benötigt“, erklärte er. 

Verfügbarkeit von Luft-über-Hydraulik-Systemen

Sobald Star 1 eine Bestellung für den Trim Folder erhält, kauft er den Rahmen und macht sich an die Arbeit daran. Seit Mitte November sind zwei Star 1 Trim Folder in Betrieb genommen worden. Der erste wurde an Wagler Metals in Bloomfield, Iowa, geliefert. Der zweite wurde an Countryside Metals in Updike, Illinois, geliefert. Die aktuelle Vorlaufzeit von der Bestellung bis zur Lieferung und Einrichtung beträgt etwa 10 Monate.

Der Kundenservice hat oberste Priorität. Robert oder Nelson nehmen an der Lieferung teil. Der eine oder andere geht auf die Baustelle, wo er die Maschine aufstellt, die Anschlüsse vornimmt und dem neuen Besitzer hilft, die Maschine in Betrieb zu nehmen. „Meistens fühlen sie sich innerhalb eines Tages wohl“, sagte Nelson. „Am Ende wird es meist ein kurzer Tag. Wenn wir morgens dort ankommen, sind die neuen Eigentümer am frühen Nachmittag damit vertraut und bereit zu gehen.“ Natürlich hängt die tatsächliche Lieferung von den jeweiligen Zeitplänen ab.

Derzeit wird eine weitere Maschine für Windy Hill Metals hergestellt, die, wie bereits erwähnt, über das ursprüngliche Luft-über-Hydraulik-Faltwerk verfügt, das von Ray Wagler und seinem Team gebaut wurde. „Der Bradbury funktioniert gut“, erklärte Nelson. „Er möchte nur, dass die Option mit der gebogenen Backe die Spezialverkleidungen biegt, die ohne die gebogene Backe schwer zu biegen sind.

„Der gebogene Kiefer bietet mehr Möglichkeiten“, fuhr er fort. „Mit einer gebogenen oberen Backe können Sie einen Beschnitt mit einem längeren Bein im Vergleich zur Tiefe (z. B. J-Channel-Sektionaltor usw.) erstellen, ohne das fertige Produkt zu verzerren.“ 

Zur Ausrüstungspalette von Star 1 Products gehören außerdem der Star 1-Filzapplikator, breite Gabeln (einschließlich aufsteckbarer breiter Gabeln, verstellbarer breiter Gabeln), Coil-Regale, Coil-Paletten und Coil-Upender. Falls es Fragen gibt: Star 1 funktioniert nur auf seinen eigenen Maschinen; Sie funktionieren nicht auf Maschinen mit elektronischer Steuerung. Sie bauen auch noch keine Luft-über-Hydraulik-Maschinen auf anderen Rahmen als dem hochwertigen, in Deutschland hergestellten/in den USA montierten Variobend. „Durch die Verwendung eines Variobend-Rahmens können wir ein Falzgerät von höchster Qualität anbieten – nicht nur in Bezug auf Haltbarkeit und Präzision, sondern auch im Service“, erklärte Robert.

Das Unternehmen hat weitere Produkte in der Entwicklung. Halten Sie daher im Rollforming Magazine Ausschau nach Updates. RF