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2011
Conference Paper
Title
Servopressen - Status und Entwicklungstrends
Abstract
In der Blechumformung führt die zunehmende Vielfalt und Bauteilkomplexität sowie der Kostendruck zu steigenden Anforderungen an die Produktionstechnik. Demgegenüber steht seit mehreren Jahren die Etablierung der Servopresse, die hauptsächlich durch die Weiterentwicklung in der Antriebstechnik geprägt ist. Die Servopresse vereint größtenteils die Vorteile klasssicher hydraulischer und mechanischer Pressen. Hieraus resultiert eine Umformmaschine mit einem flexiblen Bewegungsprofil und einer erhöhten Produktivität. Das konstruktive Hauptmerkmal von Servopressen ist der Wegfall von Kupplung und Schwungrad, das bei konventionellen mechanischen Pressen als Energiespeicher für die Technologiephase dient. Um äquivalente Presskräfte zu den konventionellen Pressen zu erzielen, werden von den Servopressenherstellern unterschiedliche Antriebskonzepte verwirklicht. Gerade bei hohen Presskräften überwiegt die Kombination aus einem Exzenter- oder mehrgliedrigen Gelenkgetriebe und einem zusätzlichen Zwischengetriebe bzw. Vorgelegegetriebe. Für die Realisierung kurzer Übertragungsstrecken und steifen Antriebsstrukturen geht der Trend, hauptsächlich auf dem europäischen Markt, zu Servopressen mit Direktantrieb (Torquemotoren). Konventionelle hydraulische Ziehkissen sind ausschließlich verlustbehaftet. Der Einsatz von servo-elektrischen Ziehkissen ermöglicht einen geschlossenen Energiekreislauf und eine Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades. Eine Energierückgewinnung hydraulischer Ziehkissen ist prinzipiell durch den Einsatz einer Verdrängermaschine mit Servomotor möglich. Die hohen Stößelgeschwindigkeiten von Servopressen verursachen hohe Volumenströme und führen zu erhöhtem gerätetechnischen Aufwand, so dass sich diese Lösung hauptsächlich für Pressen mit hydraulischem Hauptantrieb eignet. Aktuell werden in Servospindelpressen Ziehkissen mit Spindelantrieben eingesetzt. Die Charakteristik des Spindelgetriebes ermöglicht funktionsbedingt bei einem konstanten Motormoment über den gesamten Ziehkissenweg eine gleichbleibende Ziehkissenkraft. Servopresse, Automatisierungseinrichtung und Umformwerkzeug bilden ein hochkomplexes System. Die Forderung nach maximaler Ausbringung ist daher für den Anlagenbetreiber nur mit dem Einsatz moderner Simulationssoftware zur Ablaufoptimierung möglich. Zur Reduzierung der Einrichtungszeit erfolgt die Optimierung der Bewegungsabläufe sowie der Werkzeuggeometrien off-line. Der bisherige Entwicklungsverlauf in der Antriebstechnik tendiert zu Motoren mit steigender Leistungsdichte, die eine weitere Reduzierung der Antriebskomponenten bis hin zur Minimalkonfiguration ermöglichen. Im Bereich der Ziehkissentechnik besteht hinsichtlich der Energierückführung noch Entwicklungsbedarf. Weiterhin wird eine Steigerung der Ausbringung durch optimierte Werkzeuge und Automatisierungseinrichtungen prognostiziert.
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