Suche

Kontakt
Zurück zur Übersicht

Aktuelle Entwicklungen hydraulischer Pressen

Trends der Pressen- und Umformtechnik

Schenkt man Kritikern Vertrauen, wird hydraulischen Pressen nun schon seit Jahren ihr baldiges Ende prophezeit. Doch wie Sie sehen, die kompakten Kraftwunder existieren noch immer. Vielmehr sind Hydraulikpressen heutzutage in nahezu jedem erfolgreichen, zukunftsorientierten Industrie 4.0 Betrieb vorzufinden – und elementarer Bestandteil der neuen Industrie.

Neuste Entwicklungen der elektromechanischen Konkurrenz treiben dabei kontinuierlich die Weiterentwicklung hydraulischer Pressen voran. Im Moment läuft es somit gut für die Hersteller hydraulischer Pressen.

Gegenwärtiger Wettbewerb treibt Entwicklungen rasant an!

Doch mit steigenden Anforderungen des Wettbewerbs wachsen auch zugleich die Erwartungen der Kunden bzw. der Anwender. Diese fordern Pressen mit einer immer besser-werdenden Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit – und das zu bestmöglichen Konditionen!

Digitalisierung der Presstechnik

So sind Prozesse der Digitalisierung längst in allen Industriebetrieben angekommen – ebenso in der Presstechnik. Bestrebungen der Vergangenheit konnten dabei bereits die Einbettung von Sensoren in hydraulische Pressen bewirken, welche es schließlich ermöglichten, Daten über den Pressenstatus, die Leistungsaufnahme oder auch Kraftabgabe zu sammeln (und schließlich auszuwerten).

Durch neuste Entwicklungen ist nun zudem die Analyse von Kennwerten zur Zuverlässigkeit sowie Energieeffizienz möglich. Hierzu werden die Antriebseinheiten bereits bei der Konstruktion mit allen erforderlichen Sensoren und Schnittstellen ausgestattet, die notwendig zur Digitalisierung der Presse sind.

In modernen Industrie 4.0 Unternehmen ist die Digitalisierung hydraulischer wie auch elektrohydraulischer Komponenten längst gängige Praxis – wenn nicht sogar notwendig! Steuerungstechnisch betrachtet, ist die Implementierung hydraulischer Antriebssysteme in bestehende hydraulische Press-Systeme ebenso einfach wie bei konventionellen elektromechanischen Lösungen. Dabei sind auch bei der Einbindung in eine bestehende Steuerungsarchitektur keine technologiespezifischen Nachteile erkennbar.

Dank moderner, intelligent miteinander verknüpfter Steuer- und Leistungselektronik (den notwendigen Komponenten einer erfolgreichen Digitalisierung) konnten die Einsatzgebiete hydraulischer Pressen in den vergangenen Jahren immens erweitert und des Weiteren weitere Energieeinsparungspotentiale ausgeschöpft werden.

Die bei der Umwandlung von elektrischer in hydraulische Energie entstehenden Verluste könnten zudem durch elektrohydraulische Kompaktachsen (etwas) ausgeglichen werden. Bei diesen aus einer Pumpe und Zylinder bestehenden geschlossenen Systemen erfolgt die Steuerung über den Servomotor der Pumpe. Durch ein ventilloses System wird dabei der höchste Wirkungsgrad (bei gleichzeitig geringsten Verlusten) verglichen mit anderen hydraulischen Antrieben sichergestellt.

Vermehrter Wunsch nach verbesserter Energieeffizienz

Dabei tritt seitens der Kunden bzw. Anwender hydraulischer Pressen vermehrt der Wunsch in Erscheinung, die Energieeffizienz hydraulischer Pressen auch in Zukunft weiter zu optimieren. Diesem Wunsch gerecht zu werden, kann somit als eines der primären Anliegen heutiger Hersteller hydraulischer Pressen angesehen werden.

Die intelligente Vernetzung leistungsbestimmender Komponenten wie Hydraulik und Elektronik nimmt in diesen jüngsten Entwicklungen eine entscheidende Rolle ein. Nur durch eine geschickte Verknüpfung dieser kann für die Kunden das Optimum an Energieeinsparungspotenzialen ausgenutzt werden.

Hierbei sind u.a. neuste Entwicklungen der Servo-Hydraulik Energie von entscheidender Bedeutung, durch welche sich sogar bis zu 70% der Energie, verglichen mit konventionellen Lösungen, einsparen lassen – und das bei gleichzeitig verbesserter Performance. Der Versuch alles zu ‚elektrifizieren‘, ist hingegen an den Kosten sowie dem Verschleiß mechanischer Bauteile gescheitert. Deshalb wird zukünftig vielmehr auf eine Kombination aus elektronischer Intelligenz und der Kraft der Hydraulik gesetzt, um das Optimum für die Anwender erzielen zu können.

Hydraulikpressen mit Servo-Antrieb

Hydraulische Pressen mit energieeffizienten Servo-Antrieben sind eine der entscheidenden bzw. marktprägenden Entwicklungen der vergangenen Jahre – und bestimmt ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einem hochmodernen, digitalisierten Industrie 4.0 Unternehmen.

Hydraulikpressen, die mit einem Servo-Antrieb ausgestattet sind, vereinen Vorteile aus den Bereichen Hydraulik, Mechanik sowie Elektrik. Durch Einsatz einer solchen Servohydraulischen-Presse ist es somit möglich, eine hydraulisch betriebene Presse mit einer konstant hohen Presskraft bei gleichzeitig optimierter Energieeffizienz zu realisieren.

Das Ergebnis: Ein präziser Pressvorgang mit einer konstanten Presskraft und ausgezeichneterer Parallelität zwischen Presstisch und Stößel.

Zudem ist die Presskraft hydraulischer Pressen über den gesamten Presszyklus hinweg durchgehend hoch und kann auch auf kleinen Flächen mit hoher Präzision verteilt werden. Ebenso kann das Ziehkissen bei der Umformung empfindlicher Materialien vorab beschleunigt werden. Hieraus resultiert ein sanftes Aufsetzen des Oberwerkzeuges, ein reduzierter Werkzeugverschleiß und letztendlich bessere Ziehergebnisse.

Wie zu sehen, garantieren Servo-Hydraulische-Pressen höchste Effektivität und Leistung in der Anwendung. Verglichen mit herkömmlichen Hydraulikpressen, sind die Beschleunigungs- und Presskräfte um etwa 250% höher. Dies resultiert wiederum in einer merklich höheren Produktionsleistung. Ebenso von Vorteil (und eine zukunftssichere Lösung) ist die Steuerung der Prozess- und Maschinendaten auf Internetbasis.

Moderne Servo-Pressen: Verfügbarkeit bei minimalem Wartungsbedarf

Moderne Hydraulikpressen greifen dabei auf eine Reihe innovativer Technologien zurück. Erst durch diese ist es möglich, eine Presse mit nur halb so viel Energie wie bei einer herkömmlichen Hydraulikpresse zu konstruieren. Durch die Möglichkeit, intern Energie in der Maschine abzuspeichern, fällt die Produktivität selbst bei geringerer installierter Leistung höher aus. Ebenfalls wurde der Kühlbedarf der Presse merklich reduziert – zusätzlich verbraucht die Presse im Leerlauf überhaupt keine Energie mehr.

Bei Servo-Hydraulischen Pressen handelt es sich um sehr nachhaltige Lösungen. Denn: neben der effizienten Energieumwandlung nutzt die Presse eine Reihe weiterer Umweltschutzfaktoren aus. So weisen derartige Pressen einen niedrigen Geräuschpegel auf und sind problemlos recyclebar. Auch wird auf eine besonders umweltfreundliche Hydraulikflüssigkeit zurückgegriffen, von welcher zugleich erheblich geringere Mengen als bei einer herkömmlichen Hydraulikpressen beansprucht werden müssen.

Dank ihrer soliden Konstruktion sind Servohydraulische Pressen mittlerweile an einem Entwicklungspunkt angelangt, an dem die kompakten Presswunder über die gesamte Nutzungsdauer bzw. den Pressweg hinweg mit hoher Zuverlässigkeit Druck erzeugen können.

Eine modulare Konstruktion, hochwertige Teile sowie eine Vielzahl gemeinsam verwendeter Bauteile sind dabei allesamt Faktoren, die deutlich längere Serviceintervalle herbeiführen. Hierdurch ist es möglich, den Wartungsbedarf um etwa 30%, verglichen mit einer herkömmlichen Hydraulikpresse, zu senken.

Energieeinsparungspotenziale bei Hydraulikpressen durch Einsatz eines Umwälzzylinders

Wenn Sie bzw. Ihr Unternehmen auf eine hydraulische Presse mit klassischem Nachsaugzylinder setzen, verschwenden Sie aktuell möglicherweise bei jedem Pressvorgang zu viel Energie. Das muss nicht sein! So sind Nachsaugzylinder mit einem Eilvorlaufkolben die üblicherweise bei Hydraulikpressen zum Einsatz kommenden (Hydraulik-)Zylinder.

Die Integration eines Umwälzzylinders kann jedoch in vielen Anwendungen eine weitere Senkung bzw. Optimierung des Energieverbrauchs bewirken. Dieser ermöglicht durch ein automatisch öffnendes Umwälzventil – einer Differentialschaltung – die Verbindung zwischen Ring- und Kolbenraum. Um einen Krafthub erzeugen zu können, wird die Differentialschaltung schließlich unterbrochen. Der Eilrücklaufraum und Ringraum sind dabei mit dem Tank verbunden – und das Umwälzventil schließt automatisch. Das Öl verhält sich in dieser Situation wie eine gespannte Feder. Am Ende des Krafthubes erfolgt die Entspannung des Öls in den Ringraum.

Umwälzzylinder finden primär zur Schnittschlagdämpfung und Rückhubbeschleunigung Anwendung – gewährleisten eine verbesserte Energieeffizienz.

Die Energieeffizienz von Hydraulikpressen mit Umwälzzylinder kann zudem durch einen Gewichtsausgleich für Stößel und Oberwerkzeug weiter optimiert werden. Man spricht hierbei von einem ‚schwebenden Stößel‘. Da die Stößelführung durch Rollenumlaufeinheiten erfolgt, können enorme Druck- und Zugkräfte wartungsarm übertragen werden, und zudem wird eine hohe Kippsteifigkeit gewährleistet.

Sind hydraulische Pressen mittlerweile ausentwickelt?

Heutzutage gibt es hervorragend ausgearbeitete hydraulische Bausteine, an denen es auch zukünftig weiter anzuknüpfen gilt. Dabei ist jedoch problematisch, dass für viele der neuentwickelten Betriebsmittel derzeit schlichtweg die nötigen Anwender fehlen.

Diese Entwicklung ist insbesondere mit zunehmend sinkenden Stundenzahlen im Maschinenbau zu begründen. So spezialisieren sich junge Menschen heutzutage vermehrt in anderen Bereichen und Branchen.

zukünftige Entwicklungen hydraulischer Pressen: noch lange kein Ende in Sicht

Wie zu sehen – im Bereich hydraulischer Pressen ist noch lange kein Ende in Sicht! Der Wettlauf geht also weiter – für Sie als Anwender hydraulischer Pressen ebenso wie für uns als Hersteller.

Dabei sind klassische hydraulische Pressen den mechanischen- wie auch hybrid-Varianten nach wie vor überlegen. Denn: nur bei diesen Pressen ist das maximale Arbeitsvermögen auch wirklich über den gesamten Pressenstößelhub hinweg vorhanden.

Mechanische Pressen weisen hingegen lediglich eine Nennkraft von etwa 30 Grad Kurbelwinkel vor dem unteren Totpunkt auf, weshalb sie nur bei Flachteilen ökonomisch – und somit auch tatsächlich im Einsatz – sind.

Während Hybridantriebe für Hydraulikpressen unwirtschaftlich (aufwändig und teuer) sind, dass ihr Nutzen sie nicht rechtfertigt, stellt die bereits im Beitrag vorgestellte Servohydraulik einen wirklichen Fortschritt dar.

Durch diese ist es nicht nur möglich, Bestrebungen zur Energieeinsparung gerecht werden zu können, sondern vielmehr können servohydraulisch-betriebene Systeme perfekt aufeinander abgestimmt werden, wodurch ein ruhiger und ökologischer  (ökonomischer) Lauf der hydraulischen Pressen (auch in extremen Anwendungen) sichergestellt wird.

So können hydraulische Pressen mittlerweile Genauigkeitstoleranzen bis zu 1/100 mm gewährleisten. Ausschlaggebend dafür ist u.a. der Einsatz einer vorgespannten Hydraulik, die eine Kompression und Dekompression der Ölsäure überflüssig macht. Das ermöglicht zudem einen hohen dynamischen Wirkungsgrad mit hohen Hubzahlen.

Hydraulische Pressen sind durch neuste Entwicklungen somit an einen Punkt gelangt, allen Anforderungen einer modernen und spanlosen Fertigung gerecht werden zu können. Ein wichtiger Schritt in Richtung Industrie 4.0!

Ob Leistungsüberwachung, optionale Erweiterungen, Optimierungen sowie weitere Leistungen zur Störfallvorbeugung: verlassen Sie sich auf die kompetenten Komplettlösungen aus dem Hause Schubert!

Wir sind sicher, auch für Ihren Anwendungsfall eine geeignete Presse anbieten zu können. Ansonsten helfen wir Ihnen gerne dabei, die Presse durch Integration optionaler Komponenten optimal auf Ihren Anwendungsfall anzupassen – was eine hohe Wirtschaftlichkeit der gesamten Press-Lösung garantiert.

Bei weiteren Fragen stehen wir Ihnen gerne als erster Ansprechpartner zur Verfügung.