Ein System für die Herstellung von Ziehteilen, das nicht als hydraulisches System konzipiert ist, sondern die aktiven und passiven Kräfte mittels servomotorischen Spindelantrieben realisiert, stellt synchropress® vor.
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synchropress® geht einen neuen Weg im Bereich des Tiefziehens. So können die grundsätzlich bekannten Techniken wie wegabhängige Haltekraft, pulsierende Haltekraft, Ausheben synchron zu der Öffnungsbewegung des Werkzeugs, um hier nur einige zu nennen, frei programmierbar miteinander kombiniert werden.
Eine spindel-angetriebene Ebene ist zuerst einmal ein aktives System. Beim Ziehen ist ein passives Verhalten der Ziehebene gefordert, diese Ebene soll nach einer vorgegebenen Kraft entweichen.
Beim System synchropress® wird die Kissenkraft bis zum vorgegebenen Wert gehalten, dann entweicht das Kissen, bis der Vorgabewert wieder unterschritten wird. Danach beginnt das Spiel erneut. Dieser Regelprozess wird hochfrequent durchgeführt und somit wird mit einem aktiven Antriebssystem eine passiv agierende Ziehebene realisiert. So viel zur grundsätzlichen Funktionsweise des synchropress-Ziehkissens.
Beim Tiefziehen möchte man das Blech so festhalten, dass sich keine Falten bilden, aber auch so lose halten, dass das Blech bestmöglich fließen kann. Das Motto „So viel halten wie nötig – so wenig halten wie möglich“ ist mit der synchropress-Ziehtechnik umsetzbar.
Wegeabhängige Haltekraft
Am Anfang eines Ziehprozesses ist das Faltverlangen des Bleches noch relativ gering, im weiteren Verlauf des Zuges wird dieses Faltverlangen immer größer. Zum Ende des Ziehweges kann in der Regel mit hoher Haltekraft gefahren werden, da die Kontur des Teiles im Wesentlichen ausgebildet ist und die Gefahr der Bodenreißer kleiner wird. Der Gedanke „So viel halten wie nötig – so wenig halten wie möglich“ erfordert also eine Ziehkissenkraft, die wegeabhängig programmierbar ist.
Phase 1: Kontakt zwischen Werkzeug und Ziehkissen (kurzfristiger Kraftanstieg)
Phase 2: Ziehen mit konstanter (geringer) Kraft (grünes Rechteck)
Phase 3: gesteigerte (konstante) Kraft überlagert durch pulsierende Schwankungen (orangenes Rechteck)
Phase 4: ansteigende Kraft überlagert durch pulsierende Schwankungen (blaues Rechteck)
Phase 5: hohe, konstante Kraft (rosa Rechteck)
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Pulsierende Haltekraft
Bei der pulsierenden Haltekraft schwankt diese mit einer kleinen Amplitude um die Sollkraft, um dem Blech eine noch bessere Möglichkeit zu geben, zu fließen. Auch hier gilt das synchropress-Motto. Werden nun diese beiden Möglichkeiten kombiniert, so ergeben sich Verformungsgrade, die nach heutigem Stand der Technik als nicht herstellbar gelten.
Anhand eines Beispiels sollen die Möglichkeiten noch weiter erläutert werden: Ein Teil wird aktuell in drei Operationen mit zweimaligem Zwischenglühen hergestellt, eine sehr kostenintensive Fertigung. Mit der synchropress-Ziehtechnik wird es in einem Zug hergestellt. Im weiteren Fertigungsverlauf wird das Teil zu einem viereckigen Teil umgeformt, ebenfalls mit der synchropress-Ziehtechnik.
Durch die nahezu unendliche Vielfalt an zu programmierenden Kombinationen aus Geschwindigkeiten, Kräften, Wegen und Zeiten lässt sich der mehrfach genannte Anspruch individuell für jede Anwendung einstellen.
Das Ziehkissen der synchropress® ist als großflächiges Kissen ausgelegt, so dass im Pressentisch ein beliebiges Pinolenbild designt werden kann. Es wird immer die Gesamtkraft des Ziehkissens gemessen und überwacht. Darüber hinaus kann jede Pinole mit einer eigenen Kraftmesssensorik ausgestattet werden. Mit dieser Möglichkeit werden die Ziehkräfte in einer hohen Genauigkeit erfasst. Diese hochgenaue Kraftmessung wirkt sich positiv auf die Qualität des Ziehprozesses aus.
Erwähnenswert ist auch, dass durch den Vier-Spindel-Antrieb eine außerordentliche Kippstabilität des Ziehkissens gegeben ist. Dass bedeutet, dass auch sehr außermittige Pinolenanordnungen möglich sind.
Mit der frei programmierbaren, wegeabhängigen Ziehkissenkraft wird eine beträchtliche Steigerung der Ziehtiefe erreicht und mit Hilfe der überlagerten Pulsation des Blechhalters das Grenzziehverhältnis und die Robustheit des Ziehprozesses deutlich erhöht.
Eine weitere Betrachtung betrifft den Energieverbrauch. Bei der beschriebenen Verformung wird lediglich dann Energie verbraucht, wenn „gearbeitet“ wird. Das heißt, bis auf wenige Prozent Wirkungsgrad wird nur die Energie gebraucht, die für den Verform-Prozess benötigt wird. In der Regel ist das ein deutlich geringerer Gesamtverbrauch als bei hydraulischen Anwendungen üblich.
Das Ziehkissen kann in seiner Größe, seinen Verfahrwegen und seiner Kräfte an die Kundenbelange angepasst werden. Für das Einrichten eines Ziehwerkzeugs und des gesamten Prozesses können sowohl der Stößel als auch das Ziehkissen mittels Joy-Stick sehr behutsam bewegt werden.
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So viel halten wie nötig – so wenig halten wie möglich
Das spindelbetriebene Ziehkissen bietet laut synchropress® zahlreiche Vorteile:
– Kombination von wegeabhängiger Ziehkraft und überlagerter Pulsation
– komplett ohne Hydraulik
– frei programmierbare Wege, Kräfte, Geschwindigkeiten
– Ausheben synchron zu der Öffnungsbewegung
– großflächiges Ziehkissen, außermittige Pinolen Positionierungen
– sehr gute Kippstabilität
– sehr geringer Wartungsaufwand
– geringer Energieverbrauch
– sehr genaue Kraftmessung
– Joy-Stick-Betrieb für das Einrichten
– sehr kompakte Bauweise
Web:
www.synchropress.de