Installierte Steuerungen der 46MN-Freiformschmiedepresse. (Bild: Hauhinco)
Die Wasserhydraulik ist die älteste Hydraulik der Welt. Die Anfänge der hydraulischen Kraftübertragung lassen sich bis ins Altertum zurückverfolgen. Zu den Hauptanwendungsgebieten dieser Technik zählt heute der untertägige Bergbau, aber genauso eine Vielzahl von Anwendungen in der Industrie.
Insbesondere im Bereich der Umformanwendungen werden heute noch wasserhydraulische Anlagen betrieben, in die über Jahrzehnte keine Investitionen geflossen sind. Deswegen sind viele dieser Anlagen auf einem technischen Stand, der Jahrzehnte zurückliegt.
Durch steigende Anforderungen in Bezug auf die Anlagenverfügbarkeit, die Reproduzierbarkeit der Fertigungsergebnisse sowie an die Sicherheit sind Modernisierungen jedoch unerlässlich. Die Hauhinco Maschinenfabrik hat sich mit eigenem Engineering und Produkten auf die Modernisierung und die Neuausrichtung wasserhydraulischer Anlagen, insbesondere Pressensteuerungen spezialisiert.
Pressen technisch in die Gegenwart holen
Die Steuerung der 46MN-Freiformschiedepresse bei der Abnahme. Bild: Hauhinco
Im Rahmen einer Modernisierung werden Pressen zum Beispiel mit zusätzlichen Funktionen der Nebenbewegungen und Handlings-Funktionen der Werkstücke oder Werkzeuge ausgestattet. Außerdem werden neue Funktionsweisen der Pressbewegungen hinzugefügt, die zuvor in dieser Form nicht möglich waren.
Vielfach sollen Pressen, die nur für eine Betriebsart ausgelegt wurden, nach der Modernisierung verschiedene Betriebsarten ausführen und dadurch die Produktionsmöglichkeiten der Betriebe erweitern. Nicht zuletzt soll auch die Produktqualität gesteigert werden. Zur Steigerung der Produktion werden in vielen Fällen die Bewegungsgeschwindigkeiten des Laufholms und die Geschwindigkeiten der Nebenbewegungen erhöht.
Ältere Modelle sind teilweise noch mit solchen Handhebelsteuerungen ausgerüstet.
Die geregelte Ansteuerung der Pressbewegungen mit Proportionalventilen steigert die Produktqualität. Das Bedienkonzept der modernisierten Pressen verändert sich wesentlich. An sehr alten Anlagen werden die Ventile der Hydrauliksteuerungen noch direkt per Handhebel bedient. Die Fertigungsergebnisse, die auf diesen Pressen erzielt werden, hängen ausschließlich vom Können und Geschick des Pressenbedieners ab. Später betätigten ölhydraulisch angetriebene Hydraulikzylinder die Ventile.
Der Hydraulikzylinder treibt entweder eine Steuerwelle an, die die einzelnen Ventile öffnet und schließt, oder jedes Ventil hat seinen eigenen Hydraulikzylinder, dies wird Einzelventilanhebung genannt. Moderne Hauhinco-Wasserhydrauliksteuerungen arbeiten mit elektrohydraulisch vorgesteuerten Ventilen, die über Elektrosteuerungen per Joysticks bedient und angesteuert werden. Automatik- und Teilautomatikprogramme machen den Pressprozess automatisierbar und führen zu reproduzierbaren Fertigungsergebnissen, die bis ins Detail dokumentierbar sind.
Die Dokumentation des Fertigungsprozesses ist bei hochwertigen Bauteilen und den hohen Qualitätsanforderungen heutzutage in vielen Fällen ein Muss. Bei modernen Wasserhydrauliksteuerungen mit Proportionaltechnik wird die Presskraft auf die Bedürfnisse des Materials und des Pressprozesses abgestimmt. Eine Modernisierung kann außerdem die Sicherheitsstandards auf das Niveau einer Neuanlage heben.
Modernisierung und Umbau einer 46MN-Gesenkschmiedepresse in eine Freiformschmiedepresse.
Aufgrund der großzügigen Dimensionierung der mechanischen Pressenteile ist die Lebensdauer vieler Pressen noch lange nicht ausgereizt. In vielen Fällen können Anwender die vorhandene Druckversorgung weiter nutzen oder erweitern. Eine Modernisierung ist aufgrund der bestehenden Anlagenenteile und der räumlichen Gegebenheiten daher um ein Vielfaches günstiger als eine komplette Erneuerung der Anlage und somit oftmals wirtschaftlicher als ein Neukauf. Ferner ist im direkten Vergleich ein Modernisierungsprojekt schneller zu realisieren.
Modernisieren und Umrüsten
In einem kürzlich realisierten Projekt bei einem der führenden Hersteller für hochlegierte Nickellegierungen, Spezialstähle und Aluminium für die Luftfahrtindustrie hat Hauhinco in Zusammenarbeit mit einem namhaften Anlagenbauer die Modernisierung einer 46MN- und einer 100MN-Gesenkschmiedepresse durchgeführt. Der Anlagenbauer erneuerte bei beiden Pressen die kompletten Elektrosteuerungen und Bedienstände und führte die Montage und die Rohrleitungsinstallationen aus. Ferner wurde an der 100MN-Gesenkschmiedepresse eine Werkzeugerwärmung adaptiert.
Die Wasserhydraulik lieferte Hauhinco. Dazu gehörten Konzept, Konstruktion, Fertigung, Prüfung, Installation und Inbetriebnahme. Bei der kleineren Presse bestand die Aufgabenstellung darin, die bestehende Anlage zu modernisieren und in eine Freiformschmiedepresse umzurüsten. Die Herausforderung für Hauhinco bestand darin, die im Vergleich zur Gesenkschmiedepresse wesentlich höhere Dynamik der Freiformschmiedepresse zu erzielen.
Die Hydraulik- und Elektrosteuerungen wurden speziell auf die neue Funktionsweise ausgelegt und konstruiert. Um die mehr als 40 Hübe zu erreichen, die im Schlichtbetrieb gefordert waren, stimmte der Anbieter die Hydrauliksteuerungen auf die neue Fahrweise ab. Auch die komplette Verrohrung musste erneuert werden. Bei der Rohrleitungskonstruktion achtete das Unternehmen speziell auf eine strömungsgünstige Rohrleitungsführung und Dimensionierung, um die wesentlich höheren Geschwindigkeiten und die hohe Anzahl an Presshüben zu realisieren.
Komponenten an die Presse angepasst
Der Wasserhydraulik-Anbieter konstruierte einen speziell auf die Presse ausgelegten Niederdruckstößdämpfer, um die hohen Strömungsgeschwindigkeiten und die bewegten Wassermengen der Niederdruckzuführung der schnellen Leerfahrten kontrollieren zu können. Trotz der Dynamik der Presse sollte die Anlage den Laufholm präzise und reproduzierbar positionieren. Im Hinblick auf die Sicherheit setzte das Unternehmen spezielle Lasthalteventile ein, die verhindern, dass sich der Laufholm unbeabsichtigt absenkt, selbst beim Ausfall des Hoch- und des Steuerdrucks.
Zum Projekt gehörte die von Hauhinco entwickelte Presszylindersteuerung, die Rückzugzylindersteuerung, die Hydrauliksteuerung für die Tischverschiebung, die Hochdruckabsperrung, das Füllventil für den Presszylinder, das 2/2-Wege-Ventil zur Niveauregulierung des Niederdruckfüllbehälters sowie die Filterstationen für die Steuerdruckversorgung. Die Steuerdruckversorgung ist ebenfalls wasserhydraulisch ausgeführt. Alle Hydrauliksteuerungen wurden mit Proportionalventiltechnik ausgestattet, um die genauen Positionierungen und Geschwindigkeitsanpassungen zu realisieren. do
Autor: Christopher Durst, Ansgar Drees und Thomas Jockenhöfer, Hauhinco Maschinenfabrik
