Energieeffizienz verdrängergesteuerter Pressenhydraulik
Aufgabe / Zielsetzung
Durch die hohe Flexibilität bei der Vorgabe von Weg- und Kraftverläufen können hydraulische Tiefziehpressen für verschiedenste Fertigungsverfahren im Bereich der Blechumformung eingesetzt werden. Dabei wird in konventionellen hydraulischen Pressmaschinen heute trotz hoher prinzipbedingter Drosselverluste die Widerstandssteuerung vor allem für den Ziehkissenantrieb angewendet.
Das Ziel des Projektes bestand darin, am Beispiel einer modernen Versuchspresse die Möglichkeiten zur Reduzierung des Energieverbrauchs durch den konsequenten Einsatz von Verdrängersteuerungsantrieben zu analysieren.
Lösungsweg
Versuchsmaschine, Beispielprozesse und energieoptimale Steuerstrategie für die Drehzahl der Motor-Pumpe-Einheit im Stößelantrieb
Auf Basis einer Vermessung der Komponenten der Stößel- und Ziehkissen-antriebe wurden Verlustmodelle und Steuerstrategien abgeleitet. Die Modelle der Motor-Pumpe-Einheiten wurden in ein vorhandenes, messtechnisch abge-glichenes Maschinenmodell integriert.
Anschließend erfolgte die Untersuchung und Bewertung des energetischen Verhaltens für verschiedene Verdränger-steuerungsvarianten. Für den Stößel-antrieb der Versuchsmaschine konnten bei Einsatz von optimierten Verdrängersteuerungsantrieben bis zu 5 % Energieeinsparung nachgewiesen werden. Im Bereich des Ziehkissens war mit diesem Antriebstyp und der damit möglichen Energierückgewinnung sogar eine Senkung des Energiebedarfs um bis zu 40 % möglich.
Auf Basis der Ergebnisse der Simulationsrechnungen wurde schließlich eine Auswahlmethode für Verdrängersteuerungsantriebe für Pressen entwickelt.
Das IGF-Vorhaben 17739 BR der Forschungsvereinigung Forschungskuratorium Maschinenbau e. V. – FKM, Lyoner Straße 18, 60528 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.