Die neueste Entwicklung aus dem Hause Andritz Kaiser ist eine dynamische Servopresse mit schaltbarem Planetenradgetriebe, die das Thema Flexibilität bei Servopressen neu definiert. Diese Presse zeichnet sich durch eine Symbiose der bewährten Andritz-Kaiser-Konstruktionsprinzipien mit der innovativen Servoantriebstechnik aus.

Modulare Ausführung und höchste Qualitätsstandards

Die Stanz- und Umformautomaten der neuen Generation – Baureihe 151 – sind von 1600 kN bis 10000 kN am Markt erfolgreich eingeführt. Die Entwicklung der Funktionsgröße 1 von 800 bis 1250 kN, die die neue Baureihe von Andritz Kaiser nach unten abrundet, ist kürzlich abgeschlossen worden.
Diese neue Maschinengeneration zeichnet sich durch modulare Ausführungen für unterschiedliche Einsatzzwecke und unterschiedliche Kundenwünsche aus. Damit ist Andritz Kaiser einmal mehr seinem Ruf als verlässlicher und anerkannter Anbieter qualitativ hochwertiger Maschinen mit hoher Verfügbarkeit gerecht geworden.

Selbstverständlich wurde bei dieser neuen Pressengeneration auch das Preis-Leistungs-Verhältnis weiter verbessert.
Für mechanische Pressen über 10000 kN bis 25000 kN Presskraft werden von Andritz Kaiser maßgeschneiderte Lösungen – basierend auf bewährten Komponenten – gefertigt. Diese Pressen sind speziell an den jeweiligen Einsatzzweck und die Spezifikation des Kunden angepasst.

Wesentliche Kennzeichen der Hochleistungs-Stanz- und Umformautomaten der Baureihe 151 sind:

- flexible Antriebsmodule (klassischer Exzenterantrieb, Schleppkurbelantrieb, Servoantrieb, ...)

- unterschiedliche Getriebevarianten (Seiten-/Mittenantrieb, Stirn-/Planetenradgetriebe, das neue schaltbare Planetenradgetriebe, Schleppkurbelgetriebe)

- einheitliche Konstruktionsprinzipien

- Ausführung in geteilter Bauweise oder als Monoblock, sowohl als Stahlschweißkonstruktion als auch als Gusskonstruktion

Die Servoantriebstechnik

Die Entwicklung leistungsstarker Servomotoren mit hohen Momenten und deren Ansteuerung hat in den vergangenen Jahren in der Umformtechnik einen Boom in der Nachfrage nach Pressen mit Servoantriebstechnik ausgelöst. Der innovative Servoantrieb von Andritz Kaiser ist mit Komponenten von Siemens ausgestattet, inklusive der Regelelektronik; ein ausgeklügeltes Energiemanagement mit Energiespeicher und Energierückgewinnung sorgt für geringe Kosten und ein ruhiges Gewissen.
Andritz Kaiser ist in der Auslegung seiner Servopresse unkonventionelle Wege gegangen. Nicht die Reduktion der Bauteile um jeden Preis, sondern die sinnvolle Kombination bewährter Konstruktionsprinzipien mit den neuen Freiheiten des Servoantriebs führt zu dem optimalen Stanz- und Umformautomaten der Zukunft.

Der Antrieb erfolgt über einen oder mehrere Torquemotoren. Ihre Anzahl ergibt sich aus dem benötigten Antriebsmoment und dem dazugehörenden Stößelhub. Der Anbau der Motoren erfolgt entweder seitlich über ein Planetenradgetriebe oder in Form eines Mittelantriebs mit einem Stirnradgelege.

Programmierbare Stößelbewegungskurven

Servoantriebe sind hinsichtlich ihrer Bewegungscharakteristik frei programmierbar. Damit lässt sich der Stößelhub optimal für jede Umformoperation anpassen. In der Andritz-Kaiser-Steuerung sind typische Bewegungskurven hinterlegt.

Jeder Kunde kann aber auch über ein einfaches Tool in der Andritz-Kaiser-Steuerung eine flexible eigene Kurve erstellen und abspeichern. Über die Definition von sechs Schlüssel-Punkten können alle Kurven, je nach Anforderung durch den Umformprozess, kundenspezifisch definiert werden.
Je nach erforderlicher Presskraft sollte der Hub einer Servopresse angepasst werden können. Bei Andritz Kaiser hat man daher entschieden, die bewährte mechanische Hubverstellung auch in den
Antriebsstrang einer Servopresse zu integrieren.

Dadurch ergeben sich mehrere Vorteile:

Vorteil 1: 360°-Bewegung der Antriebswelle
Mit dem geregelten Durchfahren des Stößelhubes über 360° erreicht man eine normale Belastung der Lager. Im oberen Hubbereich sind die notwendigen ›Zeitfenster‹ für den Teiletransport auch bei kleinen Hüben ohne Schwierigkeiten realisierbar. Messungen an ausgelieferten Maschinen haben gezeigt, dass bei gleicher effektiver Hubhöhe eine Presse mit 360° Umlauf etwa 25 Prozent schneller ist als eine Presse mit einer großen Hubhöhe, die für kleine Hübe pendeln muss.

Vorteil 2: Erhöhung der verfügbaren Presskraft
Bei der Einstellung von kleinen Hüben kann die Presskraft um über 50 Prozent gesteigert werden. Dies kommt insbesondere Verfahren zugute, die einen hohen Kraftbedarf im UT-Bereich bei geringer Hubhöhe haben, wie Prägen, Kalibrieren, Glattschneiden et cetera.

Vorteil 3: Energetisch optimierte Stößelbewegung
Durch die mechanische Einstellung der jeweils optimalen Hubhöhe für eine Umformaufgabe ist die Pressensteuerung in der Lage, immer die energetisch optimale Bewegung des Stößels zu berechnen.

Vorteil 4: Einfache Ansteuerung der Teiletransport- und -überwachungssysteme
Alle gängigen Transportsysteme (Vorschub, Transfer ) sowie die Überwachungssysteme arbeiten in 360°. Bei einem Pendelhub muss die Pendelbewegung in eine virtuelle 360°- Bewegung umgewandelt werden, damit die Peripherie entsprechend angesteuert werden kann.

Energiemanagement

Während des Betriebs der Servopresse kommt ein ausreichend dimensionierter elektrischer Energiepuffer über einen Zwischenkreis zum Tragen. Zur Energieaufnahme, -speicherung und -abgabe werden kapazitive Speichermedien eingesetzt. Im Dauerbetrieb liegt die aus dem Netz benötigte Energie in etwa bei der gleichen Höhe, wie bei konventionellen Stanz- und Umformautomaten.

Alternativ stehen auch rotatorische Energiespeicher zur Verfügung. Andritz Kaiser setzt projektspezifisch die energetisch günstigere und wirtschaftlichere Variante ein.

Tryout

Servopressen können sowohl als Produktionsmaschinen als auch als Werkzeugprobierpressen eingesetzt werden. Der Vorteil bei einem Stanz- und Umformautomaten mit Servoantrieb ist, dass im Einrichtbetrieb die Geschwindigkeit der Maschine über ein Handrad jederzeit optimal auf das Werkzeug angepasst werden kann. Der Stößel kann an jeder Position angehalten werden und bei Bedarf reversieren. Dabei steht die volle Presskraft zur Verfügung.

Mechanisch schaltbares Planetengetriebe

Die neueste Innovation aus dem Hause Andritz Kaiser ist ein mechanisch schaltbares Planetengetriebe. Das Getriebe verfügt über zwei unterschiedliche Geschwindigkeitsstufen. Bei der vorgestellten 2000-kN-Presse lassen sich damit 1 bis 240 oder alternativ 1 bis 180 Hub/min realisieren.

Durch die Getriebeübersetzung stehen in den unterschiedlichen Geschwindigkeitsstufen jeweils spezifische Drehmomente für die Umformung zur Verfügung. Je nach Anwendung kann man zwischen ›schnell‹ fahren und etwas weniger Arbeitsvermögen oder ›langsam‹ fahren und hohem Arbeitsvermögen entscheiden. Damit wird die Servopresse noch flexibler.

Der neue Walzenvorschub mit Direktservoantrieb

Eine Presse kann nur so schnell stanzen, wie die Peripherie es zulässt. Durch die flexiblen Stößelbewegungskurven werden bei einer Servopresse im Wesentlichen die Nebenzeiten während des Umformprozesses reduziert. Die Zeit für die Umformung bleibt gleich oder wird sogar noch erhöht. Das bedeutet, dass für die Automation und den Teiletransport deutlich weniger Zeit zur Verfügung steht. Das erzwingt, dass die Systeme zum Teiletransport wesentlich dynamische werden.

Andritz Kaiser hat daher einen völlig neuen Walzenvorschub entwickelt, der hinsichtlich seiner Dynamik der Presse in nichts nachsteht. Ja nach Vorschublänge und Umformbedingungen sind Geschwindigkeitssteigerungen von 50 bis 100 Prozent realistisch.

Mit diesen neuesten Innovationen zeigt sich Andritz Kaiser wieder einmal als ein technologischer Marktführer auf dem Gebiet der Stanz- und Umformautomaten.
Die große Herausforderung für die Zukunft wird es sein, alle Systeme rund um eine Umformanlage (Presse, Automation und Werkzeug) an die Dynamik der Servotechnologie anzupassen. In diesem Zusammenhang wird auch der Werkzeugtechnik ganz sicher eine Schlüsselposition zukommen.

Wolfgang Wiedenmann
www.andritzkaiser.de