Hydraulische Pressen verbrauchen sehr viel Energie – das kann jetzt geändert werden: Der führende Hersteller in der Umformtechnik, die Schuler AG in Göppingen, setzt auf eine neue Technologie, mit deren Hilfe hydraulische Pressen effektiver werden sollen. Bis zu 60 Prozent an Energie soll eingespart werden können. Diese neue Technik nennt sich „Efficient Hydraulic Forming“ und kann bei bestehenden Pressen nachgerüstet werden.
Hydraulische Pressen in der Produktion
Elektromotoren und Hochleistungspumpen erzeugen einen Druck in hydraulischen Pressen von bis zu 300 bar. Es entstehen dabei Presskräfte von bis zu einigen Tausend Tonnen. Sie werden im gesamten Bereich der Umformung von Metall eingesetzt und sind in erster Linie für Ziehoperationen geeignet. Der Grund dafür ist, dass die gesamte Hublänge für eine maximale Kraft zur Verfügung steht, wobei die Stellung des Stößels nicht relevant ist.
Hydraulische Pressen sind in Bezug auf den Einsatz von Kraft und Geschwindigkeit sehr gut einstellbar. Außerdem können die Antriebe in jedem Bereich angebracht werden. Sie sind sicher vor Überlastung und es ist möglich, sehr hohe Kräfte mit diesen Maschinen zu erzeugen.
Hydraulische Pressen werden auch zum Schneiden eingesetzt. Sie bieten den Vorteil, dass sie sehr flexibel einsetzbar sind und einfach nachgerüstet werden können. Hierin unterscheiden sie sich deutlich von mechanischen Pressen. Den Punkt der einfachen Nachrüstung hat der Umformtechnik-Hersteller Schuler nun für sein „Efficient Hydraulic Forming“ ausgenutzt. Heraus kam ein System, mit welchem sich Energie einsparen lässt. Vor dem Hintergrund der Notwendigkeit einer ständigen Kosteneinsparung in Produktionsunternehmen kann dies nur von Vorteil sein. Nicht umsonst arbeitet bereits die größte Schmiedepresse in der Schweiz mit der neuen Technik von Schuler.
Neue Technologie für mehr Effektivität
Im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen sollen die hydraulischen Pressen dank Efficient Hydraulic Forming rund 60 Prozent weniger Energie verbrauchen. Die neue Technologie des Umformtechnikunternehmens Schuler setzt auf Optimierung und Einsparung von Energie, und zwar in allen Bereichen des Betriebs einer Hydraulikanlage. Ein Bediener soll damit nicht beauftragt werden, die Einsparungen werden ganz automatisch durchgeführt. Der große Vorteil ist, dass diese Technik für Anlagen, die sich bereits im Betrieb befinden, nachgerüstet werden kann.
Die Technologie des Efficient Hydraulic Formings bietet eine Stand-by-Funktion. Mithilfe dieser ist es möglich, dass die Hauptantriebe abgeschaltet werden, sobald sie nicht benötigt werden. Das hat wiederum zur Folge, dass keine Energie verbraucht wird, wenn sie nicht wirklich für den Umformprozess vonnöten ist. Das Anlaufsystem dafür ist bereits patentiert worden.
Die normale Anlaufcharakteristik, wie sie bei Antrieben vorhanden ist, wird dank der neuen Technologie umgangen. Kürzeste Pausen im Produktionsprozess und Umformprozess werden somit bereits genutzt, um Energie zu sparen. Diese kleinen Pausen mögen auf den ersten Blick marginal erscheinen. Sie rechnen sich aber zu einer erstaunlich langen Zeitspanne zusammen, in der Energie verbraucht wird, obgleich sie nicht vonnöten ist.
Efficient Hydraulic Forming bringt dabei noch einen weiteren Vorteil mit sich, der gerade angesichts der Geräuschbelastung im Umformprozess und in vielen Produktionsunternehmen nicht zu vernachlässigen ist: Sind die Anlagen abgeschaltet, wenn sie nicht genutzt werden, so verringert sich die Lärmbelastung. Dies ist für sämtliche im Produktionsprozess eingebundene Mitarbeiter deutlich angenehmer und wird dementsprechend von Anwendern positiv bewertet.
Nebenantriebe und Nebenfunktionen
Die Versorgung der Nebenfunktionen einer Umformanlage erfolgt azyklisch, was allerdings vom Zustand der betreffenden Anlage abhängig zu machen ist. Die Nebenantriebe können dank der neuen Umformtechnologie in Bezug auf ihre Drehzahlregelung anders betrieben werden. Normalerweise laufen sämtliche Aggregate einer Umformanlage konstant mit einer hohen Drehzahl. Diese wird nicht bei Bedarf verringert oder angepasst. Ein häufiger Leerlauf und ein unnötiger Verbrauch von Energie sind die Folge.
Durch Efficient Hydraulic Forming hingegen ist es nun möglich, den Antrieb drehzahlgeregelt laufen zu lassen. Die Nebenfunktionen werden immer dann mit Energie versorgt, wenn sie auch tatsächlich zum Einsatz kommen. Die Verluste, die bei einem ständigen Leerlauf auftreten, können damit verhindert werden. Auch hier ist das Einsparpotenzial enorm.
Weitere Vorteile der neuen Technologie
Der Umformtechnikhersteller Schuler bietet mit Efficient Hydraulic Forming eine auf den Wirkungsgrad optimierte Technik an. Die modulare Hydraulik kann in bestehende Anlagen integriert werden und ermöglicht damit die Rückspeisung von Energie. Gut zu wissen: Die Technologie erfordert nur eine geringe Kühlleistung. Die im Hauptkreis befindlichen Regelventile werden eliminiert.
Servopumpen kommen an ihrer Stelle zum Einsatz und übernehmen die Funktionen der Regelventile. Schuler hat aber noch einiges mehr zur Optimierung der Anlagen getan: So wurden die Komponenten, die sich in den Hauptkreisen befinden, in ihrer Anzahl stark reduziert. Sie sind nun noch in dem Maße vorhanden, wie sie zwingend nötig sind. Hier zeigt sich wieder, dass auch mit einem Minimum an Komponenten auszukommen ist und die Anlage damit deutlich energiesparender betrieben werden kann. Die Sicherheitsbestimmungen wurden hier natürlich eingehalten, sodass sich durch die Reduzierung der Komponenten keine Sicherheitslücke ergibt.
Das System ist in der Lage, die gesparte Energie zu speichern. Doch diese bleibt nicht einfach nur gespeichert und wird dann nicht genutzt: Sie wird für den weiteren Produktionsprozess eingesetzt und in diesen wieder zurückgeführt. Im Eilsenken kann die Lageenergie, die der Stößel hier besitzt, genutzt werden. Auch die Energie beim Entlasten, die in der Ölkompression auftritt, wird rückgespeist. Das abfließende Öl treibt in dem Fall Aggregate an und diese generieren wiederum Strom für Elektromotoren.
Ein Beispiel aus der Praxis: Imbach & Cie. in Nebikon
Die neue Technologie des Efficient Hydraulic Formings wird bereits erfolgreich in der Praxis eingesetzt. So nutzen Imbach & Cie. in Nebikon in der Schweiz die Technik – immerhin in der größten Schmiedepresse, die die Schweiz zu bieten hat. Die Anlage von Schuler besitzt eine Presskraft von rund 3.000 Tonnen. Sie wird dafür eingesetzt, Werkstücke zu verschiedenen Bauteilen zu formen.
Hier entstehen Ringrohlinge, Wellen und Scheiben sowie eine Vielzahl weiterer Bauteile. Die Werkstücke können dabei bis zu vier Tonnen wiegen und eine Größe von maximal 2,5 m (Höhe) oder 1,4 m (Durchmesser) besitzen. Die Anlage schafft bis zu vierzig Hübe und das in einer Minute.
Durch die Aufrüstung mit Efficient Hydraulic Forming konnte die Anlage so optimiert werden, dass sich Presskraft und Ausbringungsleistung um ein Vielfaches erhöhten. Der Stromverbrauch blieb hingegen ähnlich hoch. Das bedeutet, dass die Anlage deutlich effektiver einzusetzen ist. Im Sinne der Optimierungsmaßnahmen eines hochqualitativen Produktionsunternehmens ist damit dem Vorhaben Genüge getan worden. Gleichzeitig wurde die Wettbewerbsfähigkeit erhöht.
Bildnachweis: © Schuler AG
