Das Maschinenkonzept  

Das  neue  Maschinenkonzept  der  Leichtbaupresse  oder  modularen  Schließvorrichtung  ist  konsequent  auf  die  Bedürfnisse  des  Prozesses  ausgelegt.  Das heißt,  die  Erzeugung der  Schließkraft  und  die Bewegung  des  Werkzeuges  werden  funktionell  komplett  getrennt.  Durch  diese  Auslegung  entfällt  die Bewegung groß dimensionierter Maschinenteile mit entsprechend hohem Energieaufwand. Die folgenden  Abbildungen  zeigen  den  prinzipiellen  Aufbau  des  innovativen  Pressenkonzeptes  am  Beispiel  einer  Leichtbaupresse  für  die  Innenhochdruck-Umformung.  Die Leichtbaupresse  besteht  aus einem  Maschinengestell,  das  eine  Stößelplatte  sowie  eine  Tischplatte  beinhaltet.  Zwischen  diesen Elementen  kann  das  Werkzeug  beliebig  positioniert  werden. Unterhalb des  Tisches  befinden  sich Kurzhubzylinder,  die  das  Schließen  und  Öffnen  der Bügel realisieren. 

Der  revolutionäre  Ansatz  besteht  jedoch  in  den  Kohlefaserbügeln,  die  mit  Hilfe  der  Kurzhubzylinder  ein  Zuhalten  der  Presse  ermöglichen.  Dadurch  ist  es möglich   hohe   Schließkräfte   zu realisieren. Die Kohlefasern   haben   dabei   den   entscheidenden   Vorteil   einer   geringen   Dehnbarkeit   bei   extremer Belastbarkeit  sowie  eines  geringen  Gewichtes.  Dadurch  müssen  nur  kleine Massen  bewegt  werden.  Dies  schafft  vor  allem  innerhalb  der  Energiebilanz entscheidende Vorteile, da hierbei geringe Anschlussleistungen notwendig sind.

Der Maschinenaufbau 

Bei  der  Entwicklung  der  Leichtbaupresse erfolgte eine konsequente Trennung zwischen Hydraulikeinheit und  Schließvorrichtung.  So  ist  es  jederzeit möglich,  je nach Ihren Anforderungen  eine Maschine nach  dem  Baukastenprinzip  aufzubauen.  So  können  beispielsweise  zwei  Schließvorrichtungen mit einem  Hydraulikaggregat  gekoppelt werden.  Ebenso können je nach  Anforderung  ein oder  zwei Druckübersetzer  oder  eine  externe  Druckeinheit angeschlossen  werden.  Je  nach  Ihren  Wünschen kann die Steuerung  so  ausgelegt  werden, dass  manuelle und/oder  automatische Bauteileinlegung erfolgen  kann.  Durch  die  kompakte  Bauweise  ist  es  möglich, die Leichtbaupresse in Ihre Taktstrasse einzubinden, ein späteres Versetzen ist jederzeit möglich. 

Die Vorteile

Wie der Name schon sagt, ist eine drastische Gewichtsreduzierung  gegenüber  konventionellen hydraulischen Pressen vorhanden.  Bedingt  durch  die geringen  bewegten  Massen  kann  zudem  die Anschlussleistung  drastisch  reduziert  werden.  Neben  den  unterschiedlichen  Tischgrößen,  die  abhängig  von der  Schließkraft  sind,  kann  die  Leichtbaupresse  je  nach  Anwendungsfall  mit  einem  oder mehreren  Kohlefaserbügeln  ausgestattet  werden.  Wird beispielsweise  nur  eine  reine  Zuhaltung  benötigt,  reicht  ein  Bügel  vollständig  aus.  Dies  spart  Kosten  und  verringert  den  Investitionsbedarf.  Je nach  der herzustellenden  Stückzahl  können  die  Anlagen  verschiedenartig  aufgebaut  werden.  So  ist  es  beispielsweise  möglich,  zwei  Zuhaltevorrichtungen  mit einem  hydraulischen  Aggregat  zu betreiben.  Somit  kann  die  Taktzeit  halbiert  werden,  da  eine  größere  Ausbringung  möglich  ist.  Dem  Kunden  kann  je nach Anwendungsfall eine speziell ausgerichtete Maschine angeboten werden. 

Weitere Vorteile sind: 

• Flexible Maschinenaufstellung, da kein Fundament notwendig ist
• Vereinfachte, wesentlich kleinere Anlagentechnik
• Hohe Teilequalität bzw. Geometrie und Oberfläche
• Wirtschaftliche Serienfertigung mit kleineren Losgrößen
• Geringer Wartungs- und Instandhaltungsaufwand

Wirtschaftliche Vorteile:

Hydraulische  Pressen  werden  nach  Stand  der  Technik  so  ausgeführt, dass  das  Gestell  der  Pressen  alle  notwendigen  Kräfte  aufnehmen  muss.  Aus  diesem Grund  sind  vor  allem  bei  Pressen  mit hohen  Schließkräften  große  Gestelle  notwendig.  Diese  Gestelle  werden meist  in  der  Tor-  oder  O-Gestell  Bauweise ausgeführt,  wobei  meist  die  Doppelständerbauart  bevorzugt  wird.  Damit  in  der Presse  bei  hohen  Belastungen  keine  Verformung  stattfinden  kann, werden  derartige  Pressen  durch  Zuganker  vorgespannt.  Die  Gestelle  erhalten  somit  eine  Druckbelastung  in  Ausgangssituation. Um  diese  Zuganker jedoch  platzieren  zu  können  sowie  eine ausreichende  Steifigkeit  zu  schaffen,  müssen  die  Gestelle  auf  Fundamenten  bzw.  teilweise  im  Maschinenkeller aufgebaut  werden.  So  ist es  durchaus  möglich,  dass  eine  Presse  mit  einer Pressenkraft  von  20  000  kN  eine  Höhe  von  5  m  und  noch  mehr  aufweisen kann.  Weiterhin  müssen  bei  derartigen  Pressen  hohe  Massen  bewegt werden.  Der  Stößel  muss  ausreichend  Festigkeit aufweisen,  um  eine  Durchbiegung zu vermeiden.

Die Anwendungsgebiete:

Das Verfahren IHU - Innenhochdruck-Umformen

Als  Innenhochdruck-Umformen  (IHU)  bzw.  Hydroforming  wird  das  Umformen  metallischer  Rohre  in  einem  geschlossenen  Formwerkzeug  mittels Innendruck  verstanden,  wobei  im  Prozess  eine Wasser-Öl-Emulsion  in  das  Werkzeug  bzw.  Rohr  eingebracht  wird.  Dichtstempel,  angetrieben  von Hydraulikzylindern,  sichern  die  Rohrenden  während  des  Umformvorganges.  Wesentliche Prozessparameter  sind  der  Innendruck  sowie  das  Nachschieben von Material bzw. Stauchen von den Bauteilenden her mit Hilfe der Dichtstempel. Hydraulische Pressen mit entsprechendem Hydraulikaggregat und zugehöriger Steuerung dienen als Zuhaltevorrichtung für die Formwerkzeuge zur Fertigung von IHU-Bauteilen. Eine geregelte Zuhaltevorrichtung mit großen Zuhaltekräften ist aufgrund der variablen Druckverläufe im Formwerkzeug notwendig. Die Leichtbaupresse ist speziell für das Innenhochdruck-Umformen ausgelegt. Durch eine intelligente Steuerung erfolgt eine exakte Prozesssteuerung des IHU/Prozesses. Mit Hilfe der Trace-Funktion können die Prozessparameter exakt aufgezeichnet werden. So kann jedes einzelne Bauteil exakt dokumentiert werden.

Das Verfahren - Presshärten

Presshärten ist ein Verfahren, das in den letzten Jahren verstärkt in der Industrie Anwendung findet. Dabei wurden bis zum jetzigen Zeitpunkt hauptsächlich Bauteile aus Blech mit dem Fertigungsverfahren hergestellt. Presshärten verbindet den Vorteil der Warmumformung, komplexe Tiefziehteile ohne nennenswerte Rückfederung in einem einzigen Zug herstellen zu können, mit der Möglichkeit der Festigkeitssteigerung von Stahlwerkstoffen durch Martensitbildung bis zu 1700 N/mm². Dabei wird in einem ersten Schritt das Blech in einem Durchlaufofen auf Austenitisierungstemperatur erwärmt. Anschließend wird das Halbzeug in dem Umformwerkzeug umgeformt und gleichzeitig abgeschreckt. Somit ist es möglich, hohe Umformgrade bei hohen Materialfestigkeiten zu erzielen. Durch die Abschreckung im Werkzeug kann ein starker Verzug der Bauteile vermieden werden. Die folgende Abbildung zeigt den Verfahrensablauf bei der konventionellen Blechumformung mittels Presshärten auf.