Servopumpe stößt Pressenhydraulik in eine höhere Effizienzklasse

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Oszillationsbewegung des Stößels erhöht die Ziehtiefe

Beim Tiefziehen kann man die Ziehtiefe einer hydraulischen Presse deutlich vergrößern, indem der Bewegung des Ziehstößels eine Oszillation mit einer hohen Frequenz aufmoduliert wird. Die Frequenzen liegen in einem Bereich von etwa 10 bis 50 Hz, die Amplituden zwischen wenigen Zehntelmillimetern und einigen Millimetern.

Eine Einkolbenpumpe am Presszylinder, die über einen Servomotor angetrieben wird, übernimmt diese Funktion (Bild 10). Dabei entspricht die Oszillationsfrequenz der Drehzahl der Einkolbenpumpe und deren Amplitude dem Fördervolumen. Wird zudem die starre Pleuelstange durch eine Kniehebelkinematik ersetzt, lässt sich die Amplitude verstellen. Ähnliche hydraulische Antriebssysteme findet man bereits in der Warmumformung bei Reckanlagen sowie in Freiform-Schmiedepressen zur Realisierung von Schlichthüben.

CNC sorgt für Achskoordination ohne Verlust an Schnelligkeit

Bei Pressen mit hydraulischen Servopumpen sollten vorzugsweise leistungsfähige Steuerungen für Mehrachssysteme zum Einsatz kommen. Alle Bewegungen haben CNC-Charakter. So ermöglicht die CNC Siemens Simotion die Ankopplung aller Einzelachsen an eine virtuelle Masterachse. Mit derartigen Systemen können die Hubzahlen servohydraulischer Tiefziehpressen bei mindestens 40 min^–1 liegen. In der Warmumformung wurden bereits hydraulische Reckanlagen mit 200 Hüben pro Minute ausgeführt. Die Anlagenstruktur ist dabei wesentlich leichter zu verstehen als komplexe Hydrauliksysteme auf Ventilbasis (Bild 11).

Dennoch müssen gewisse Schaltventile vorhanden sein, um die einschlägigen Sicherheitsvorschriften erfüllen zu können. Diese Ventile haben allerdings nur Schaltfunktionen in „Schwarz-Weiß-Technik“. Sämtliche Einstellparameter sind in digitaler Form gespeichert und dokumentierbar. Eine Rückkehr zum Zustand bei Auslieferung der Anlage wird dadurch erleichtert. Ein implementierter Test ermöglicht, alle Pumpen hinsichtlich des Verschleißzustands zu überprüfen. Die Leistungselektronik hängt als „ohmscher Verbraucher“ ohne Blindleistungsbedarf am Netz. Die Antriebsmotoren laufen nur dann, wenn Hydrauliköl fließen soll.

Hydraulikpressen sollen im Wettbewerb mit Servopressen aufholen

Lasco verspricht sich von Direktantrieben mit Servopumpen ein Erstarken der Hydraulikpresse – besonders im Wettbewerb mit elektromechanischen Servopressen. Diese hydraulischen Antriebssysteme werden weiterentwickelt und verfeinert. Aufgrund der ständigen Verschiebung der Leistungsgrenzen elektrischer Servomotoren nach oben werden auch die Pressen mit hydraulischen Direktantrieben in höhere Leistungsbereiche vordringen. Für ein Großprojekt in der Warmumformung von Großkurbelwellen wurden bereits Anlagen mit einer Leistung von 6000 kW projektiert.

* Dipl.-Ing. Herbert Rüger ist Leiter Vorentwicklung bei der Lasco Umformtechnik GmbH in 96450 Coburg

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