Hohe Hubzahlen einerseits und ein maximales Arbeitsvermögen bereits bei wenigen Hüben pro Minute andererseits, das macht Servopressen flexibel. Automobilzulieferer Craemer profitiert davon, weil sich sowohl Standardteile sehr effizient als auch kritische Bauteile prozesssicher fertigen lassen.
Die Automobil-Zulieferindustrie steht vor großen Herausforderungen: Kürzere Modellzyklen auf der einen Seite, komplexere Anforderungen an die Bauteile und der Einsatz von hochfesten Werkstoffen auf der anderen Seite. Wie ein mittelständisches Unternehmen der Umformtechnik darauf reagieren kann, zeigt die Craemer-Gruppe in ihrem Stammwerk in Herzebrock-Clarholz. Die Ostwestfalen setzen bei der Produktion von Pkw-Sitzkomponenten auf eine 1600-t-Servopresse der Göppinger Schuler AG und stoßen damit in neue Leistungsdimensionen vor. Bei Craemer wurde mit der ServoDirekt-Technologie (SDT) und leistungsfähigen Automationskomponenten ein hoch dynamisches Gesamtsystem installiert. Zusätzlich ist es mit einer neuen Software nun möglich, alle Prozessparameter für Stößelkinematik, Transferbewegung und Vorschub sowie die Daten zum Werkzeug optimal vorzubestimmen.
„Aus unserer Sicht ist diese Anlage in ihren Möglichkeiten und ihrer technischen Leistungsfähigkeit revolutionär“, sagt Ralf Kühn, Vertriebsleiter Schneid- und Umformsysteme am Schuler-Standort Weingarten. Die Pressenspezialisten konnten bereits über hundert Umformsysteme mit ServoDirekt-Technologie am Markt platzieren. Noch klein ist allerdings die Anzahl der bereits bei Kunden produzierenden Anlagen mit Presskräften über 1600 t. Dennoch markieren diese Installationen einen entscheidenden Technologiewechsel, der signifikante Leistungssteigerungen für die Kunden mit sich bringt.
„Im Presskraftbereich zwischen 800 und 3000 Tonnen stoßen wir bei praktisch allen relevanten Leistungsdaten in bisher nicht bekannte Dimensionen vor“, sagt Kühn. Gerade in diesem Bereich könne man durch eine nahezu stufenlose Hubverstellung neue Potenziale nutzen.
Tatsächlich sprechen die Zahlen der Anlage, die seit April 2010 bei Craemer im Einsatz ist und derzeit im Drei-Schicht-Betrieb läuft, eine deutliche Sprache. Die Vier-Pleuel-Maschine mit einer Presskraft von 1600 t und einer Tischgröße von 6 m x 2,5 m erreicht eine maximale Hubzahl von 40 min-1 – ein Wert, der fast doppelt so hoch ist wie bei konventionell angetriebenen Umformpressen dieser Größenordnung. Und: Die höheren Hubzahlen werden auch in der Anwendung – das heißt mit Werkzeugen – umgesetzt. Zudem zeigt sich gerade bei extrem niedrigen Hubzahlen eine weitere Stärke des Servoantriebs: Bereits ab drei Hüben in der Minute wird das maximale Arbeitsvermögen der Anlage erreicht. „Damit lassen sich auch sehr komplexe Werkzeuge in einem genau dosierten Kraft-Weg-Verlauf während eines Try-Out-Prozesses einfahren“, bestätigt Siegbert Geldner, technischer Geschäftsführer der Paul Craemer GmbH. „Außerdem kann man bei kritischen Operationen mit geringerer Umformgeschwindigkeit prozesssicher Gutteile produzieren.“
Mit der Anlage kann der Zulieferer unterschiedlichste Bauteilgeometrien flexibel und zugleich sehr effizient realisieren. Die Qualität der hergestellten Bauteile ist hoch. Dabei wurde im Vorfeld nicht nur die eingesetzte Automatisierungstechnik – Walzenvorschub und Hochleistungstransfer – entlang der Leistungsfähigkeit der Servopresse konfiguriert. „Zusätzlich war bei der Entwicklung jedes neuen Werkzeugs immer das gesamte System im Blickpunkt“, betont Geldner. Zum Einsatz kam dabei eine neue Software von Schuler – der „Kurvengenerator“. Mit seiner Hilfe werden Stößelkinematik und Automationsbewegungen optimal aufeinander abgestimmt. Mit einer zusätzlichen Durchlaufsimulation lassen sich die Ergebnisse bereits am CAD-Arbeitsplatz prüfen und optimieren. „Somit verfügen wir über eine Transferpresse, deren Gesamtprozess die Ideallinie beschreibt“, sagt Geldner.
Auf der Anlage entstehen einerseits ganz flache Bauteile mit hoher Hubzahl und andererseits komplexe Bauteile mit tiefen Ziehprozessen. „Natürlich ist in diesem Fall die Hubzahl niedriger, die Ausbringungsleistung der Anlage im Vergleich zu konventionellen Lösungen aber dennoch herausragend. Die Stößel-Bewegungskurve der Servopresse schont die eingesetzten Werkzeuge während des eigentlichen Ziehprozesses und sorgt gleichzeitig für ein höheres Tempo in den anderen Bewegungsphasen“, erklärt Ralf Kühn. Nicht zuletzt trägt auch die stufenlose Hubverstellung dazu bei, die Werkzeuge zu schonen und damit die Standzeiten zu erhöhen. Beträgt die Hubhöhe im Umlaufbetrieb 600 mm, so kann sie im Pendelbetrieb zwischen 180 und 450 mm betragen. In dieser Betriebsart sind eine schnelle Stößelbeschleunigung sowie das starke Abbremsen des Stößels möglich. Trotz dieser Dynamik ist die wählbare Auftreffgeschwindigkeit auf das Bauteil vergleichbar mit der von hydraulischen Bewegungsprofilen. Das ist der Schlüssel zum großen Leistungspotenzial der Anlage.
Fürs Optimieren der Prozesse greifen die Produktionsplaner von Craemer zusätzlich auf das Prozess-Know-how von Schuler zurück: Bereits bestehende Werkzeuge untersuchen die Umformexperten detailliert, anschließend werden die optimalen Bewegungskurven des Stößels für die Presse bei Craemer ermittelt. Dadurch kann die neue Anlage ihr Potenzial voll ausschöpfen.
Axel Meyer Technologiefeldleiter Stamping & Cutting Schuler AG, Göppingen
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