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Bis zu 40 % Energie eingespart

01  Pressenlinien und Pressen mit Servo-Direkt-Technologie von Schuler ­gelten als besonders leistungsfähig

02  Die dynamischen, direkt steuerbaren Servomotoren helfen, die Zykluszeit zu verkürzen

03  Schuler vertraut auf Steuerleitungen, Leistungskabel, Datenleitungen und Busleitungen der Lapp Gruppe

Im Automobilbau kommen zur Ausformung der bis zu 2,5 mm dicken Stahlbleche in die gewünschte Karosserieform unter anderem die Servopressen von Schuler zum Einsatz. Weltweit hat der Umformtechnikanbieter bereits über 200 Pressenlinien und Pressen mit Servo-Direkt-Technologie ausgeliefert. Bei seinen Verbindungskomponenten setzt das Unternehmen auf Kabel und Leitungen der Lapp -Gruppe.

Der internationale Wettbewerb in der Automobilindustrie wird immer härter. Aus diesem Grund wird besonders in der Produktion auf maximale Effizienz gesetzt. Schuler bietet hier mit seiner Servo-Direkt-Technologie (SDT) Vorteile. So wird beispielsweise angegeben, dass mit Servopressen mit SDT (Bild 1) im Vergleich zu rein hydraulischen Anlagen mindestens 30 % mehr Teile ausgeformt werden können. Gleichzeitig soll bei gleicher Ausbringungsmenge bis zu 40 % Energie eingespart werden können. Hinzu kommen die hohen Wirkungsgrade der Motoren mit einer Leistung von maximal 750 kW. In einer Presse befinden sich bis zu vier solcher Antriebe, die sich durch ihre hohen Drehmomente auszeichnen, die sie bereits ab der niedrigsten Drehzahl abrufen können. In wesentlich kleinerer Bauart findet sich eine noch größere Zahl dieser Motoren in den Transfersystemen zum Teiletransport innerhalb der Pressenlinien, den Crossbar Feedern.
Dank der dynamischen, direkt steuerbaren Servomotoren kann die Stößelbewegung vor und nach der Umformphase verzögert beziehungsweise beschleunigt werden (Bild 2). Die Folge: Die Zykluszeit verkürzt sich. Herkömmliche Pressen mit Schwungradantrieb sind dazu nicht in der Lage. Ihre Geschwindigkeit beziehungsweise Hubzahl wird von der schnellstmöglichen Umformgeschwindigkeit bestimmt. Durch die Simulation der komplexen, zusammenhängenden Bewegungsabläufe am Computer lässt sich die Effizienz der Servopressen hinsichtlich Energieverbrauch und Produktivität noch weiter verbessern. Auf diese Weise können zum Beispiel Werkzeuge, mit deren Hilfe eine Presse Bauteilen ihre Form gibt, von Anfang an so konstruiert werden, dass die Möglichkeiten der Servo-Direkt-Technologie hinsichtlich Dynamik und Flexibilität voll ausgeschöpft werden.

Vielfältige Kabel und Leitungen im Einsatz
Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die elektrischen Leitungen innerhalb einer Pressenlinie. „Sie müssen der gesamten Belastung standhalten, um den effizienten Betrieb zu ermöglichen“, so Gert Horn, Leiter Elektrokons­truktion im Technologiefeld Automotive Press Technology der Schuler AG. Deshalb kommt in den Servopressenlinien und Pressen von Schuler vorwiegend die Kabel- und Verbindungstechnik von Lapp (Bild 3) zum Einsatz. Rund 55 km Kabel und Leitungen sind in einer Servopressenlinie durchschnittlich verlegt. Dabei handelt es sich vorwiegend um Steuerleitungen und Leistungskabel für die Motoren, aber auch um Daten- und Busleitungen. Schließlich versorgen die Leitungen nicht nur die insgesamt 160 Antriebe mit Strom, sondern transportieren auch riesige Mengen an Daten zur Überwachung und Steuerung der kompletten ­Anlage.
Bei einer Monoblock-Servopresse (die Maschine besteht aus einem Schweißteil mit Tisch, Ständer und Kopfstück und verfügt über eine Presskraft von 800 t) setzt Schuler für die interne Verkabelung vorwiegend die Anschluss- und Steuerleitungen Ölflex Classic 110 ein. Zum Beispiel für die Leitungsins­tallation im Pressenständer, als Verbindungsleitungen zum Schaltschrank, für die Zu- und Ableitungen zum Schmieröl­aggregat oder an der Steckdosenplatte an der Maschine. Die dortigen Sockelgehäuse werden als Verteilerboxen verwendet. Hier werden die Ableitungen zu den vier Schuko-Steckdosen, zu vier Maschinenleuchten, zum Endschalter für die Schutztüren und für den Druckschalter zum Stößelgewichtsausgleich mit Ölflex Classic 110 verbunden. Dort, wo mit einer Beeinflussung durch elektrische Felder zu rechnen ist, kommt auch die geschirmte Ölflex Classic 115 CY zum Einsatz. Für Profibus-Verbindungen werden in den Monoblocks die Datenleitungen Unitronic Bus PB FD P und Bus PB FD PA eingesetzt.
Bei den noch größeren Servopressenlinien G1 sind die Maschinenkörper in Ständerbauweise aus Tisch, Ständer und Kopfstück zusammengesetzt. Eine solche Anlage ist im Schnitt 85 m lang. In der Regel werden bis zu sechs Servopressen miteinander verbunden, um die Karosserieteile stufenweise fertigzustellen. Die Presskraft einer Pressenlinie beträgt rund 9.000 t. Hier werden für die interne Installa­tion die abriebfesten Steuerleitungen Ölflex Classic 400 P mit Pur-Außenmantel verwendet. Zum Beispiel für die Verbindung der Motoren, Endschalter, Steckdosen mit den Ins­tallationsklemmkästen. Horst Welz, Montagemeister der Elektroabteilung bei Schuler: „Wir brauchen hier besonders hochwertige Kabel, die hohen Beanspruchungen wie in einem Ölnebel standhalten.“

… auch für bewegte Maschinenteile
Die schnellere Beschleunigung der Werkzeuge bringt zudem höhere Anforderungen an die Energieführungssysteme und deren Komponenten wie die Leitungen mit sich. Zug-, Schub-, Biegungs- und Torsionsbelastungen müssen hier mit dem Wunsch nach maximaler Lebensdauer bei geringerem Platzbedarf, reduziertem Gewicht und verringertem Mindestbiegeradius vereint werden. Deshalb werden bei Schuler , dort wo Leitungen betriebsmäßig bewegt werden, Ölflex Classic FD 855 P und FD 855 CP eingesetzt. Zum Beispiel für die Verbindung vom Kopfstück zum Stößel, der sich ständig auf- und abwärts bewegt. Diese Leitungen für raue Einsatzbedingungen haben eine adhäsionsarme Oberfläche, sind ölbeständig, halogenfrei und flammwidrig und für bis zu fünf Millionen Wechselbiegezyklen in einer Energieführungskette ausgelegt.
Um Belastungsspitzen zu vermeiden, kommt bei den Servo­pressen auch die herkömmliche Schwungradtechnik zum Einsatz: „Allerdings nicht mehr als Antrieb, sondern als Energiespeicher in Form von Elektromotoren“, sagt
G. Horn. „Sie sind im Keller unterhalb der Anlage installiert und laufen kontinuierlich. Die Energiespeicher sollen Belastungsspitzen abdecken, die bei einer Pressenlinie andernfalls das Stromnetz stark belasten würden.“ Bislang verfügt jede einzelne Presse einer Linie über einen separaten Energie­speicher.
Mit Blick auf die Zusammenarbeit beider Unternehmen sagt H. Welz abschließend: „In Sachen Kabel ist Lapp unser Premiumhersteller und steht für Qualität und guten ­Service.“ (ih)

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Autorin: Irmgard Nille ist freie Fachredakteurin und ­Inhaberin der Agentur In-Press in Hamburg.