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Belastbare Daten

Beurteilung der Energieeffizienz hydraulischer Tiefziehpressen

| Autor/ Redakteur: Harald Lohse und Jürgen Weber / Josef-Martin Kraus

Zur Beurteilung der Energieeffizienz hydraulischer Tiefziehpressen fehlen ­belastbare Daten. Nun wurden Methoden zur Erfassung von Verbrauchs- und ­Verlustdaten festgelegt und erprobt. Darauf basierend fand die Entwicklung ­von Simulationsmodellen zur Abschätzung von Energiesparpotenzialen statt.

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Bild 2: Bei den experimentellen Untersuchungen kamen ein Tiefziehwerkzeug (a) und ein Schneidwerkzeug (b) zur Anwendung.
Bild 2: Bei den experimentellen Untersuchungen kamen ein Tiefziehwerkzeug (a) und ein Schneidwerkzeug (b) zur Anwendung.
( Bild: IFD )

Hydraulische Tiefziehpressen sind multifunktional und für unterschiedlichste Blechumformoperationen einsetzbar. Ihre Energieeffizienz ist jedoch nahezu unbekannt. Ebenso existiert kein methodisches Vorgehen zur Gewinnung belastbarer Daten. Dies ist problematisch, weil das energetische Verhalten von Werkzeugmaschinen zukünftig durch Gesetzgebung beziehungsweise Normung überwacht werden soll. Die internationale Normenreihe ISO 14955 befindet sich hierfür in Vorbereitung. Zudem ist die genaue Kenntnis der Antriebstechnik zwingende Voraussetzung für die Erschließung des Energiesparpotenzials.

Energiebedarf bei hoher Produktivität messen, simulieren und analysieren

In der Vergangenheit gab es bereits Forschungsaktivitäten, die sich der Thematik annahmen [1]. Die Übertragbarkeit auf die heutige Maschinentechnik ist jedoch nur noch bedingt gegeben, weil sich die hydraulischen Steuerungen seither durch den Einzug der modernen Elektrohydraulik grundlegend gewandelt haben.

Das Ziel der vorgestellten Forschungsarbeiten besteht deshalb darin, die Energieeffizienz hydraulischer Tiefziehpressen mittels Messung und Simulation systematisch zu analysieren sowie unter Beibehaltung der Produktivität zu verbessern. Zum Projektkonsortium gehören der Pressenhersteller Schuler SMG GmbH & Co. KG in Waghäusel bei Heidelberg, der Hydraulikspezialist Moog GmbH in Böblingen, der Automobilzulieferer MA Automotive Deutschland GmbH in Treuen bei Plauen und das Institut für Fluidtechnik der TU Dresden.

Tiefziehen erfordert mehr Arbeit als Schneiden und Kalibrieren

Bisher wurden eine Produktions- und eine Versuchspresse untersucht. Die Produktionsmaschine hat eine Stößelnennkraft von 6300 kN und ist als sechste Folgepresse Teil einer Pressenlinie, die Pkw-Karosserieteile fertigt. Sie führt hauptsächlich Schneid- und Kalibrieroperationen aus und ist außerdem für die Einarbeitung neuer Umformwerkzeuge eigenständig nutzbar. Die Versuchsmaschine ist dagegen für eine Presskraft von 1600 kN ausgelegt und dient ausschließlich zu Forschungszwecken (Bild 1).

Blechumformteile werden industriell üblicherweise in Stufen gefertigt. Dem anfänglichen Ziehprozess folgen verschiedene Schneid- und Kalibrieroperationen, deren Kraft-Weg-Verläufe sich grundsätzlich unterscheiden können.

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