Stále složitější součástky, čím dál tím menší výrobní množství – dodavatelé hnacích mechanismů stojí před novými výzvami. Pro celou řadu aplikací je v této souvislosti doslova předurčeno spojování termickou cestou: zahřátím řídicích vaček a/nebo ozubených kol a následnou montáží, resp. napojením na hřídel lze výrazně snížit hmotnost součástek a docílit vysoké funkční spolehlivosti hřídele. Tato metoda je vhodná i pro obrobky vystavené vysokým točivým momentům a velkým dynamickým silám. Firma EMAG Automation, specializovaná na spojovací metody, vyvíjí pro toto odvětví individuální a flexibilní technická řešení. Ve výrobě hnacích mechanismů vskutku jde o flexibilitu a efektivitu: vždyť v jednom a témže místě je nutno zhotovit vačkové či převodovkové hřídele složitých tvarů v proměnlivém počtu. Přitom stoupají nároky na vlastní součástku. Roste podíl velmi pevných materiálů, stoupá tvarová náročnost, a navíc je často potřeba, aby výsledná součástka byla menší a lehčí než dosud. V automobilovém průmyslu tak roste význam skládaných vačkových hřídelů: jednotlivé součástky se vyrábějí ve velkých počtech, načež se podle typu motoru vhodně pospojují. Tím se podstatně snižují náklady, aniž by klesala přesnost výroby.
Obrovský ekonomický potenciál
Potřebnou zahřívací a spojovací techniku vyvíjí strojírenská firma EMAG Automation se sídlem v Heubachu, nedaleko města Cáchy. Disponuje patentovaným postupem na výrobu přesných komponent. Termické spojování nachází uplatnění především u skládaných vačkových hřídelů. Typickým rysem tohoto postupu jsou minimální reakční síly: součástka se nejprve uvnitř zařízení EMAG indukčně nebo kontaktně zahřeje přesně na potřebnou teplotu. Zahřívací jednotka s integrovaným kontrolním teplotním čidlem přitom tvarově odpovídá obrobku. Následuje nesilové napojení obrobku na hřídel. Ochlazením vzniká pevné spojení. Díky kombinaci robotů, NC řízených os a uchopovací techniky nepřekračuje vůle komponent spojovaných tímto procesem 15 mikrometrů. Celý cyklus trvá např. u vačkových hřídelů od uchopení komponenty až po pevné spojení pouhých asi 7 s. Za zhruba 40 s je tak hotov kompletní vačkový hřídel čtyřválcového motoru. Tempo se přitom ještě zrychluje procesem uvnitř zařízení EMAG: během napojování jednoho dílu se již paralelně ohřívá další díl. Tento výrobní postup je velmi flexibilní také z konstrukčně technického hlediska. Metodou EMAG lze totiž spojovat celou řadu různých materiálů. Je tak možné pracovat kupříkladu s kovanými nebo sintrovanými vačkami, které po spojení již není nutné brousit. Méně kritické součástky je naopak možno vyrábět z levnějších materiálů. Tím se otevírají možnosti značných finančních úspor. Tento přístup je současně také výhodou co se týče vývoje a funkčnosti, protože jednak umožňuje přizpůsobit jednotlivé komponenty konkrétním požadavkům, a jednak vede k nárůstu funkční spolehlivosti: ozubená kola tak mohou v případě potřeby dosedat přímo na boky.
Konstrukce strojního zařízení na míru
Jaké strojírenské know how je pro konstrukci spojovacích strojů klíčové? Alfou a omegou je beze sporu choulostivá posloupnost procesů ohřevu, spojení a ochlazení. A právě v této oblasti disponuje firma EMAG veškerými zkušenostmi potřebnými pro výrobu procesně spolehlivých technologií. Při konfiguraci postupuje vždy tak, aby výsledné výrobní zařízení přesně zapadalo do existujícího výrobního prostředí. Na tomto základě hodnotí tato jihoněmecká strojírenská firma ekonomický potenciál své technologie optimisticky. Její kvality vynikají zejména v souvislosti s razantním rozmachem výroby automobilů na perspektivních asijských trzích – řada subdodavatelů bude v blízké budoucnosti nucena rozšířit své kapacity. EMAG Automation proto nabízí technické řešení, kterým již dnes reaguje na potřeby budoucího vývoje. A tento vývoj se ubírá směrem k technologii spojování.