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Wie man 4000 kN Presskraft in wenig Raum packt

August 2019 — Blechbearbeitungs-Maschinen müssen auch bei maximaler Krafteinwirkung präzise arbeiten. Hydraulische und mechanische Pressen haben dabei jedoch nicht zwingend die nötige Kippstabilität. Bei außermittiger Belastung kann die Bearbeitungsqualität nachlassen. Mit der Spindelpresse „4M“ macht Synchropress alles anders.

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How to pack 4000 kN press force into fewer space

Sheet metal working machines have to work precisely even with maximum force applied. Hydraulic and mechanical presses, however, don't have the necessary tilting stability. The machining quality can deteriorate with off-centre loading. With the spindle press “4M” Synchropress does everything differently.

Die „4M“ ist eine rein elektrisch betriebene Maschine. Ihre vier Spindeln sind synchronisiert. Der Pressenstößel wird nach dem ziehenden Prinzip abwärts bewegt. Die Maschine ist dadurch kippstabil, der Prozess bei maximal 400 t Presskraft ist gleichmäßig. Da sich eine Umdrehung der Servomotoren in bis zu 4 Mio. Einzelschritte unterteilen lässt, ist die Anlage zudem im Bereich 10 mm bis 2 mm steuerbar. Das ermöglicht feinfühlige und individuell einstellbare Stößelbewegungen. Die 4M hat eine Zwischenkreis-Speicherung während des Bremsvorgangs. Die Maschine arbeitet mit hohem Wirkungsgrad.

„Bei komplexen Bearbeitungen werden oft Folgeverbundwerkzeuge eingesetzt, die innerhalb der Presse angebracht sind und, die an unterschiedlichen Stellen schneiden, verformen, biegen oder prägen“, sagt Johannes Hülshorst. Er ist geschäftsführender Gesellschafter bei Synchropress. Wird hierbei hohe Presskraft stark außermittig – also außerhalb des Pressentisch-Mittelpunkts – benötigt, kann dies bei herkömmlichen Anlagen zu starkem Kippen führen. Die Werkzeuge werden dadurch anfällig für Präzisionsfehler. Sie sind nicht mehr in der Lage, das Blech exakt und auftragsgemäß zu bearbeiten. Die 4M wirkt solchen Risiken durch ihre Konstruktions- und Betriebsart entgegen. 

Arbeitsweise präzise, Steuerung intuitiv

Kernstück sind vier Spindeln, deren Bewegungen synchronisiert sind. Sie können den mobilen Teil der Presse – die Stößel – gleichmäßig in Richtung des Pressentischs ziehen. Dies bringt die nötige Kippstabilität. Ausgeführt wird dies von vier Servomotoren. Sie sind jeweils unterhalb der entsprechenden Spindel im Pressentisch integriert; ihre Umdrehungen lassen sich in 4 Mio. Einzelschritte unterteilen. Die Maschine sei dadurch auch im Bereich 10 mm bis 2 mm bei 4000 kN Presskraft bedienbar, führt Hülshorst aus: „Die ist im Branchenvergleich einmalig und führt zu exakten Stößel-Positionierungen.“ 

Wichtig für solche Präzision ist auch die PC-Steuerung der 4M, die alle servomotorischen Achsen verwaltet. Über die intuitive Bedieneinheit lassen sich Parameter frei programmieren wie Hub, Geschwindigkeit oder Kraft, so dass feinfühlige Stößelbewegungen sichergestellt werden können. Auch ermögliche die Steuerung die Integration von Zusatzoptionen und die Erfassung von Prozessdaten, wobei die Zugriffszeiten unter einer Millisekunde betragen, sagt Hülshorst. „Das erlaubt Kontrollen in Echtzeit und stellt beispielsweise den Gleichlauf aller vier Motoren sicher.“ 

Kompakte Konstruktion, energiesparende Funktion

Neben der Kippstabilität und den individuellen Steuerungsmöglichkeiten ist die kompakte Bauweise ein weiterer Vorteil der elektrischen Spindelpresse. Der Grund hierfür liegt in der ziehenden Arbeitsweise und der Integration der vier Motoren unter den Pressentisch. Anders als zahlreiche hydraulische oder mechanische Pressen, deren Antriebstechnik oberhalb des Pressenstößels liegt, müsse die 4M den bewegten Teil während des Prozesses nicht nach unten drücken, sondern ziehe ihn in Richtung des Pressentischs, erklärt Hülshorst. „Das bedeutet im Umkehrschluss, dass mit der Oberkante des Stößels auch unsere Presse aufhört.“ Folglich lässt sich die Höhe der gesamten Konstruktion verringern, was Kunden mit komplexen Deckenkonstruktionen oder niedrigen Hallenhöhen entgegenkommt. Fundamente werden obsolet, da die verringerte Höhe mit einem reduzierten Gewicht einhergeht. 

Die vier Servomotoren spielen jedoch nicht nur bei der räumlichen Auslegung der Presse sowie der Gewährleistung eines geringen Gewichts eine wichtige Rolle: „Beschleunigt der Motor, verbraucht er zwar Strom. Bremst er im Rahmen eines Pressvorgangs jedoch ab, generiert er dagegen Energie, die wir mit Hilfe von Kondensatoren speichern“, erläutert Hülshorst. „Müssen die Spindeln den Pressenstößel nach Beendigung der Bearbeitung wieder nach oben befördern, kann die eingelagerte Energie für genau diesen Zweck verwendet werden.“ Einen beträchtlichen Teil des aufzuwendenden Stroms produziert die 4M mittels der Zwischenkreisspeicherung daher selbst, so dass weniger Energieaufwand und -kosten anfallen. 

Blechexpo 2019, Halle 8 Stand 8117

Synchropress GmbH
Industriestraße 22
33161 Hövelhof
Ansprechpartner ist Johannes Hülshorst
Tel.: +49 5257 9383-0
info@synchropress.de
www.synchropress.de

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