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Gesenkschmieden

Neue Antriebsanordnung verbessert Schmiedepresse

| Autor / Redakteur: Klaus Berglar-Bartsch / Stéphane Itasse

Die MSE-Schmiedepressen bieten dank der neuen Anordnung der Servomotoren mehr Werkzeug-Einbauraum und sind ingesamt dennoch kompakter.
Die MSE-Schmiedepressen bieten dank der neuen Anordnung der Servomotoren mehr Werkzeug-Einbauraum und sind ingesamt dennoch kompakter. (Bild: Schuler)

Ein Servoantrieb in Doppel-Querwellen-Anordnung bringt entscheidende Fortschritte bei einer neu vorgestellten Schmiedepressen-Baureihe. Und er führt zu einer ganzen Reihe von Vorteilen im Vergleich zu herkömmlichen Schmiedepressen mit Längswellenantrieb.

Der Unterschied ist auf den ersten Blick sichtbar: Die Neuentwicklung trägt keinen „Rucksack“ mehr, weil sich die Motoren durch die neue Anordnung besser in das Kopfstück integrieren lassen und nicht mehr seitlich befestigt sind. Dadurch baut die MSE-Reihe insgesamt kompakter, während sich die Tischbreite vergrößert – bei nur geringfügig erhöhter Maschinenbreite.

Platzierung der Motoren reduziert Schwingungen

Die Torqueantriebe im Kopfstück wirken auf zwei ineinanderkämmende Exzenterräder mit Pleuel, die sich in entgegengesetzte Richtung drehen. Diese ausgleichenden Massenkräfte reduzieren Schwingungen, sodass die neue Schmiedepresse ruhig läuft. Schuler nutzt die kinetischen Energien sowie die Übersetzungsstufen zur Bereitstellung einer hohen Umformenergie in einem kurzen Umformbereich mit engem Zeitfenster, wie dies typischerweise in der Massivumformung erforderlich ist.

Durch die weit auseinanderliegenden Druckpunkte erhöht sich außerdem die Kippsteifigkeit der Presse. Eine weitere Folge ist ein großzügig bemessener Werkzeug-Einbauraum in Durchlaufrichtung. Dadurch entsteht Platz für eine weitere Umformstufe, die auch die Produktion von komplexeren Schmiedeteilen erlaubt.

Die neue Anordnung führt darüber hinaus zu einer geringeren Durchbiegung der beiden Kurbelwellen und damit zu einer geringeren Auffederung der gesamten Maschine. Diese besteht aus einem geteilten Schweißkörper, der mit vier Zugankern verspannt ist; auch der Stößel ist als Schweißkonstruktion ausgeführt.

Servoantriebe erlauben geringere Belastung des Schmiedegesenks bei kurzen Taktzeiten

Die Pressenbaugröße MSE2-2000 mit 20 MN Presskraft wird von vier jeweils 503 kW starken Motoren angetrieben. Hierbei handelt es sich um Standard-Antriebsmotoren. Die maximale Presskraft steht 10 mm vor dem unteren Umkehrpunkt zur Verfügung. Dies gibt ausreichend Spielraum, um die Potenziale der Servodirektantriebe zur Prozessverbesserung und Ausbringungssteigerung über die überarbeitete und intuitiv bedienbare Visualisierung auszuschöpfen.

In anderen Worten: Vollgas in der Umformung, Abbremsen der Stößelgeschwindigkeit beim Sprühen sowie Transportieren der Teile: Das richtige Timing ist beim Schmieden alles. Um die thermische Belastung für das Gesenk niedrig zu halten, kann die Druckberührzeit so kurz wie möglich ausfallen, ohne auf Kosten des Sprüh- und Transportfensters zu gehen. Damit sind mit der MSE-Baureihe mehr Schmiedeteile herstellbar als mit konventionellen Pressen. Gleichzeitig verlängert sich die Lebensdauer des Gesenks, während sich der Energiebedarf der Maschine reduziert.

Dank der vier Servomotoren im Kopfstück der Pressen lässt sich die Stößelgeschwindigkeit zwischen oberem und unterem Totpunkt dynamisch regeln, zum Beispiel langsamer während des Teiletransports und der Gesenkpflegeabläufe, schneller während der Umformung. Das war bei konventionellen mechanischen Pressen bislang nur bedingt in einem aufwendigeren Kupplungs-/Brems-Schaltbetrieb möglich, bei deutlich längeren Zykluszeiten.

Tischauswerfer kann unabhängig gesteuert werden

Der Tischauswerfer verfügt ebenfalls über einen eigenen Servomotor und kann unabhängig vom Hauptantrieb angesteuert werden. Dadurch lässt sich das Basis-Auswerferprofil, das durch eine mechanische Kurvenscheibe entsteht, präzise auch auf die Bewegungskurven von Stößel und Transfer abstimmen – mit dem Effekt einer zusätzlichen Steigerung der Ausbringung. Die Einricht- und Tryout-Funktionen verkürzen nicht zuletzt die Einarbeitungszeiten.

Die Daten der Servomotoren erlauben dabei die Überwachung des Umformprozesses, der Überlastschutz erfolgt durch eine Begrenzung des Drehmoments. Lediglich der Stößelauswerfer ist noch mechanisch über die Pleuel an den Hauptantrieb gekoppelt. Ein durchgehender Auswerferbalken (Traverse) ermöglicht eine individuelle Platzierung der Auswerferstufen.

Schuler hat zwei Bestellungen für diese neue Maschinenbaureihe erhalten. Die Auslieferung der ersten Servoschmiedepresse, auf der Gleichlaufgelenke produziert werden sollen, ist für Ende des Jahres 2017 geplant.

* Klaus Berglar-Bartsch ist Vertriebsmanager bei der Schuler AG in 73033 Göppingen

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