ENERGIEEFFIZIENZ

Beispiel: Pressen

 

 

Der Energieeinsatz, der zur Herstellung eines Umformteils benötigt wird, unterliegt einer Vielzahl von Einflüssen. Zu unterscheiden sind die Einflüsse des Prozesses selbst und der Umformmaschine, in den meisten Fällen einer Presse. Die theoretische Umformarbeit, die zur Umformung eines Bauteils erforderlich ist, ist durch die Geometrie des Bauteils, die Werkstoffeigenschaften sowie die gewählte Prozessmethode im Wesentlichen festgelegt. Prozessvariable Einflüsse sind die Beölung des umzuformenden Werkstücks, die Reibung zwischen diesem und dem Werkzeug sowie die Temperatur, bei welcher die Umformung stattfindet. Die tatsächlich für die Herstellung des Bauteils aufzuwendende Energie wird jedoch auch vom Wirkungsgrad der eingesetzten Presse beeinflusst. Dieser ist abhängig von den konstruktiven Eigenschaften, den gewählten Einstellungen, aber auch von Wechselwirkungen zwischen dem auszuführenden Prozess und der Maschine. Der Wirkungsgrad einer Presse entspricht einem komplexen und mehrdimensionalen Kennfeld, welches von zahlreichen, teilweise voneinander abhängigen Parametern bestimmt wird.

Im Rahmen eines Forschungsprojektes am IFUM wurde ein Messverfahren entwickelt, mit welchem die Gesamtwirkungsgrade unterschiedlicher Pressen erfasst werden können. Das Kernelement der Messvorrichtung bildet eine hydraulische Belastungsvorrichtung (HBV), mit welcher es möglich ist, Pressen flexibel mit unterschiedlichen Kraft-Weg-Verläufen zu belasten. Im Rahmen einer Wirkungsgradermittlung liefert dies den entscheidenden Vorteil, dass mit nur einer Vorrichtung diverse Belastungsfälle abgebildet werden können und nicht mehrere unterschiedliche Umformwerkzeuge sowie Halbzeuge benötigt werden. Während der Nachbildung eines Umformprozesses mittels HBV werden die Zylinderkammerdrücke sowie der Kolbenweg gemessen. Aus den Größen lässt sich die von der Presse umgesetzte Umformenergie berechnen. Gleichzeitig werden die Ströme sowie Spannungen erfasst, welche am Hauptanschluss der Presse anliegen. Daraus lässt sich die elektrische Energie bestimmen, welche von der Presse während des Betriebs aus dem Versorgungsnetz entnommen wird. Aus Basis der ermittelten Energien lässt sich der prozessabhängige Wirkungsgrad bestimmen.