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Hydraulische Presse Was ist eine hydraulische Presse und wofür wird sie eingesetzt?

| Redakteur: Stéphane Itasse

Eine hydraulische Presse wird in vielen unterschiedlichen Einsatzbereichen genutzt. Vor allem im Bereich der Umformtechnik und bei der Blechumformung wird eine hydraulische Presse von vielen Unternehmen verwendet.

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Eine hydraulische Presse ist eine kraftgebundene Pressmaschine, die nach dem hydrostatischen Prinzip arbeitet.
Eine hydraulische Presse ist eine kraftgebundene Pressmaschine, die nach dem hydrostatischen Prinzip arbeitet.
(Bild: gemeinfrei / CC0)

Betrachten wir zunächst einmal die verschiedenen Pressen und ihre Unterschiede, ehe wir uns der hydraulischen Presse selber nähern. Wir zeigen, wie eine hydraulische Presse funktioniert, in welchen Bereichen und Arbeitsgebieten diese eingesetzt wird und welche Produkte mit einer hydraulischen Presse hergestellt werden können.

Die hydraulische Presse in ihrer Entwicklung

Hydraulische Pressen arbeiten nach dem sogenannten hydrostatischen Prinzip und können somit sehr hohen Druck aufbauen. Durch die Kombination von Saug- und Druckpumpen kann der Druck der Presse variabel eingestellt werden. Eine hydraulische Presse wird nach Ihrem Erfinder auch als Bramahsche Presse bezeichnet. Dieser Name hat sich allerdings außerhalb der verschiedenen Fachpublikationen nicht durchgesetzt. Im allgemeinen Sprachgebrauch wird immer von hydraulischen Pressen gesprochen, da sich dieser Name auf das direkte Wirkprinzip der Presse bezieht.

In Deutschland und Frankreich wurden die hydraulischen Pressen lange Zeit ignoriert. Erstmalig zum produktiven Einsatz kamen diese Pressen im Jahr 1818. Im Laufe der Jahre wurde zwar das Wirkprinzip der hydraulischen Presse verfeinert und in Teilen optimiert, das Grundprinzip blieb jedoch immer gleich. Die hydraulische Presse wird immer dort eingesetzt, wo über einen Weg von bis zu 90 cm ein hoher und gleichmäßiger Druck aufgebaut werden muss.

In der heutigen Zeit ist die hydraulische Presse in ihren vielen Erscheinungsformen kaum noch aus der Industrie wegzudenken. Dementsprechend wird eine hydraulische Presse unter anderem in der Blechumformung, beispielsweise beim Tiefziehen, eingesetzt.

Verschiedene Varianten der hydraulischen Presse

Verschiedene Pressen werden immer hinsichtlich von Kenngrößen charakterisiert. Dabei spielen drei Arten von Kenngrößen eine wichtige Rolle. Zum einen die Kraft- und Energiekenngrößen, die Zeitkenngrößen und die Genauigkeitskenngrößen. Anhand dieser drei Kenngrößen kann eine hydraulische Presse in ihrer Eignung für bestimmte Arbeiten beurteilt werden. Zu den Kraft- und Energiekenngrößen zählen die Stößelkraft, die Nennkraft, die Prellkraft, das Arbeitsvermögen und das Nennarbeitsvermögen der hydraulischen Presse. Bei den Zeitkenngrößen unterscheidet man zwischen der Hubfolgezeit, der Hubzahl und der Stößelgeschwindigkeit. Die Genauigkeitskenngrößen hingegen hängen von vielen weiteren Faktoren ab und lassen sich somit nicht pauschal beschreiben.

Die Funktionsweise der hydraulischen Presse im Detail

Um die Funktionsweise der hydraulischen Presse genauer zu erläutern, müssen wir zunächst einmal zwischen zwei verschiedenen Varianten unterscheiden. Zum einen wird die hydraulische Presse mit direktem, aber auch mit indirektem Pumpenantrieb eingesetzt. Beide Pressen arbeiten zwar nach ähnlichen Prinzipien, unterscheiden sich in der Kraftübertragung und in der Energieaufnahme jedoch deutlich.

Der direkte Pumpenantrieb

Die Pumpe muss auf den höchstmöglichen Leistungsbedarf der hydraulischen Presse dimensioniert werden. Somit werden für die hydraulische Presse zum einen sehr leistungsstarke und kraftvolle Pumpen benötigt, welche die Presse antreiben. Das kann die laufenden Kosten für die hydraulische Presse deutlich steigern. Da durch diese Variante jedoch auch die Hubzahl der Presse gesteigert werden kann, setzen immer mehr Nutzer auf diese Technik.

Der indirekte Pumpenantrieb

Diese hydraulische Presse verwendet Druckspeicher, um den erzeugten Druck zu speichern und bei Bedarf abzurufen. Durch die Speichermöglichkeiten muss die Pumpe der Presse nur noch auf eine durchschnittliche Leistung dimensioniert werden, da Leistungsspitzen durch den gespeicherten Druck abgefangen werden können. Zudem können durch das System der Speicher Druckspitzen im Press-System gedämpft werden.

Das eigentliche Funktionsprinzip der hydraulischen Presse

Die hydraulische Presse macht sich das hydrostatische Gesetz zunutze, nach welchem der Druck in einer Flüssigkeit konstant bleibt, sodass sich die Kraft auf einer Wand des die Flüssigkeit umgebenden Gefäßes vervielfacht werden kann. Aufgrund der unterschiedlichen Oberflächengrößen zwischen der Gefäßwand und dem Kolben, verändert sich in direkter Relation auch die übertragene Kraft. Es ist also möglich durch die Kraftübertragung in der hydraulischen Presse enorm starke Presswirkungen zu erzielen. Allerdings muss bei der Berechnung des Prinzips immer auch eingerechnet werden, dass durch die Reibung ein Teil der eingesetzten Energie verloren geht und somit praktisch nicht zur Verfügung steht. Dies ist vor allem bei den Berechnungen hinsichtlich der richtigen Dimensionierung der Presse von entscheidender Bedeutung.

Gestellbauformen für hydraulische Pressen

In den meisten Anwendungsgebieten wird eine hydraulische Presse entweder mit einem C-Gestell oder mit einem O-Gestell versehen. Diese beiden Varianten unterscheiden sich deutlich voneinander und kommen vor allem in unterschiedlichen Einsatzgebieten zu Einsatz. Die Gestelle wurden in der früheren Zeit häufig aus Grauguss hergestellt, in der heutigen Zeit kommen allerdings verstärkt Stahlblechschweißkonstruktionen zum Einsatz. Das Gestell kann zudem eine erhebliche Auswirkung auf die Presse und deren Eigenschaften haben.

Das O-Gestell

O-Gestelle eignen sich für hydraulische Pressen in den unterschiedlichen Größen. Es wird unterschieden in der Zweiständerbauform und der Säulenbauform. Wichtig ist, dass das gesamte Gestellt der Zugbelastung während der Pressvorgänge gewachsen ist. Die O-Gestelle sind in der Herstellung recht aufwändig und dementsprechend teuer. Zudem blockieren diese Gestelle oftmals den direkten Zugang zum Arbeitsraum, sodass die Arbeitswege bei einer solchen Presse umständlicher werden können. Eine hydraulische Presse mit O-Gestell ist allerdings deutlich genauer in der Führung des sogenannten Bären. Zudem ist das O-Gestell für alle Kraftbereiche und Pressdruckvarianten geeignet und überzeugt durch die symmetrische Abfederung des Pressdrucks.

Das C-Gestell

C-Gestelle sind vor allem für kleine und mittelgroße Pressen bestens geeignet. Für schwere Pressen kommen diese Gestelle nicht infrage, da diese für dieses Einsatzgebiet zu instabil sind. Es gibt C-Gestelle in Einständerbauweise und in Doppelständerbauweise. Vor allem die letztgenannte Bauweise wird bevorzugt, da die Presse somit eine höhere Steifigkeit besitzt und die gefertigten Teile somit deutlich präziser gefertigt werden können. Zudem bieten C-Gestellte noch weitere Vorteile. So ist der Arbeitsraum aufgrund des Gestellaufbaus sehr gut und einfach zugänglich. Zudem sind diese Gestelle sehr kostengünstig und lassen sich schnell und einfach aufbauen. Vor allem dann, wenn die hydraulische Presse flexibel eingesetzt werden soll, kann ein solches Gestell deutlich von Vorteil sein.

So ist eine moderne hydraulische Presse aufgebaut

Moderne hydraulische Pressen haben nur wenig mit ihren Vorgängern mehr gemein. So werden in den heutzutage gefertigten Pressen Elektromotoren und Hochleistungspumpen eingesetzt, um das Wirkmedium für den Druckaufbau zu komprimieren. Dank der genauen Fertigung und der geringen Toleranzen kann in einer hydraulischen Presse ein Druck von bis zu 300 bar im Druck- beziehungsweise Wirkmedium entstehen. Somit lassen sich, abhängig vom Durchmesser des Kolbens, Presskräfte bis rund 80.000 t erzielen. Um diesem enormen Druck standhalten zu können, werden die modernen Pressen mit C- oder O-Gestell verbaut, sodass der Druck optimal abgemildert werden kann. Zudem ist eine moderne hydraulische Presse flexibel und somit in vielen Branchen und Industrien einzusetzen. Dank der einfachen Regulierung von Geschwindigkeit und Pressdruck lässt sich die hydraulische Presse zudem an den Werkstoff und die Arbeitsaufgaben optimal und ohne Mühen anpassen.

Die hydraulische Presse und ihre Vorteile

Eine hydraulische Presse bietet ihrem Nutzern verschiedene Vorteile. Zunächst einmal im Gegensatz zu den älteren Pressen der gleichen Bauart können moderne hydraulische Pressen durch ihren enorm hohen potentiellen Druck überzeugen. Eine echte Besonderheit gegenüber älteren Pressen ist die Sicherheit der modernen Geräte gegen Überlastungen. Da sich bei einer solchen Presse der Druck sehr fein regulieren lässt, ist eine Überlastung beinahe nicht möglich. Zudem gibt es etliche Warnsysteme und Überwachungssysteme, welche die hydraulische Presse vor Überlastungen schützen. Somit lässt sich die hydraulische Presse besonders effektiv und dauerhaft nutzen. Lange Ausfallzeiten aufgrund von Reparaturen gehören bei modernen Pressen häufig der Vergangenheit an.

Ebenfalls einer der Kernvorteile der hydraulischen Presse ist die hohe Flexibilität. Denn der Antrieb kann bei diesen Pressen an unterschiedlichen Bereichen angeschlossen werden. Somit lässt sich die hydraulische Presse nicht nur besonders einfach transportieren, sondern auch in unterschiedlichen Arbeitsbereichen aufstellen. Aufgrund dieser hohen Flexibilität ist kaum ein anderes Werkzeug in der industriellen Fertigung so beliebt.

Einsatzbereiche für hydraulische Pressen

Eine hydraulische Presse wird in vielen Branchen und Bereichen eingesetzt. Da die übertragene Kraft exakt kontrolliert und gesteuert werden kann und zudem während des gesamten Pressvorgangs vorliegt, wird eine hydraulische Presse unter anderem gerne in der Blechumformung und in der Umformtechnik generell eingesetzt. Vor allem beim Tiefziehen, aber auch beim Strangpressen kommen diese Pressen aufgrund des konstanten und klar definierten Drucks sehr häufig zum Einsatz. Zudem werden hydraulische Pressen in vielen weiteren Gebieten eingesetzt, welche oftmals auch abseits der industriellen Fertigung zu finden sind. So werden hydraulische Pressen unter anderem zur Prüfung von Konstruktionsmaterialien eingesetzt, werden in Teilen in der Lebensmittelfertigung verwendet. Auch als Appreturmaschinen werden hydraulische Pressen sehr häufig eingesetzt und können als Packpressen den Raumbedarf in vielen Bereichen optimieren.

Produzenten von hydraulischen Pressen

Wer eine moderne hydraulische Presse kaufen möchte, kann unter einer Vielzahl an Anbietern wählen. Im deutschsprachigen Raum haben sich einige Unternehmen auf den Verkauf und die Produktion von hydraulischen Pressen spezialisiert. Zu den Unternehmen in diesem Bereich zählen:

  • Schuler
  • Aida
  • Nidec-Arisa
  • Simpac
  • Millutensil
  • Fagor Arrasate
  • AP&T
  • Andritz Kaiser
  • Presstec Pressentechnologie
  • Walter Neff
  • Ebu Umformtechnik
  • G+K Umformtechnik
  • Lasco Umformtechnik
  • Siempelkamp

Darüber hinaus gibt es noch eine ganze Reihe weiterer Anbieter. Allerdings nutzen viele Unternehmen vor allem die lokalen Angebote, da somit der Hersteller im Schadensfall oder bei Problemen zeitnah reagieren kann. Viele Unternehmen in diesem Bereich bieten auch eigene Serviceleistungen wie Wartungen etc. an, um die eigenen Maschinen beim Kunden vor Ort zu pflegen. Zudem können Lieferanten vor Ort schnell für notwendige Austausch- oder Reparaturarbeiten sorgen. Wer sich für eine oder mehrere hydraulische Pressen entscheidet, möchte potenzielle Ausfallzeiten so gering wie möglich halten.

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