Maßgeschneiderte Oberkolbenpresse

Meinolf Droege,

Composite-Bauteile wirtschaftlich fertigen

Auf der Suche nach einer wirtschaftlichen Lösung zur Fertigung von Composites für die Luftfahrttechnik wurde ein russischer Hersteller in der Pfalz fündig. Der dort ansässige Anbieter lieferte die kundespezifisch ausgelegte Oberkolbenpresse in sechs Monaten.

Die Oberkolbenpresse fertigt Composites mit maximal 72 Stunden Zykluszeit und 4000 Kilonewton Öffnungskraft. © Wickert

Gefordert waren eine Öffnungskraft von 4000 Kilonewton und die Ausstoßer mit 3000 Kilonewton sowie eine Zykluszeit bis 72 Stunden. Die Heizplattentemperaturen sollten bis 340 °C betragen. Aufbauend auf seinem Standardpressenprogramm entwickelte Wickert in rund sechs Monaten die in 4-Säulenbauweise ausgeführte Oberkolbenpresse WKP 12000S mit 12 000 Kilonewton Presskraft. Mit 15 Meter Hallenhöhe und der Möglichkeit, Gewichte von Einzelbauteilen von über 50 Tonnen zu handhaben, erfüllt der Landauer Maschinenbauer die baulichen und logistischen Voraussetzungen, um Pressen dieser Größenordnung zu fertigen.

Die 1880 x 2480 Millimeter großen Heizkühlplatten mit Ölkühlung sind aus dem Vollen gebohrt und bieten eine homogene Temperarturverteilung. Die Heizplatten erreichen maximal 340 °C. Für einen möglichst geringen Energieverbrauch beim Heiz- und Kühlvorgang sorgen Isolierplatten zwischen Druck- und Heizplatte.

Eine intuitive Nutzerführung in russischer Sprache soll für die einfache und sichere Bedienung sorgen. Die maximale Abweichung von Parallelität und Planität der Heizplatten mit jeweils 0,2 Millimeter über die gesamte Heizplattenfläche soll zur Fertigungsqualität beitragen.

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Die Zykluszeit beträgt 72 Stunden. Die Geschwindigkeit des Pressvorgangs liegt zwischen 0,5 und 2 mm/s. Für die hier anfallenden Fertigungsaufgaben genügt eine Regelungsgenauigkeit der Druckkraft von 1 Prozent. Die Öffnungskraft wirkt mit 4000 Kilonewton auf die bis zu 7 Tonnen schweren Formen ein. Das maximale Werkzeuggewicht darf 20 Tonnen erreichen. Die Presse mit hydraulischem Schließsystem mit geflanschten Doppelabstreifern arbeitet mit Säulenführungen aus verschleißarmen Hartgewebeschalen wie sie für Flugzeugrümpfe, Karosserien oder Motorradrahmen genutzt werden.

Der Fahrweg des hydraulisch angetriebenen Schiebetisches beträgt 2400 Millimeter bei 2000 mm/s Einfahrgeschwindigkeit. Eine Positionsüberwachung des bis zu 7 Tonnen belastbaren Schiebetisches ist integriert. Der senkrecht wirkende Ausstoßer wird von einem Hydraulikzylinder mit einer 3000 Kilonewton bewegt.

Die Sensor- und Maschinendaten der Presse fließen in eine SPS des Typs Siemens S7 ein. Die SPS mit Profibus- und Ethernet-Interface lässt manuellen und automatischen Betrieb zu. Gemäß EN 289 sichert ein Zaun um die Presse, Lichtschranken im Bedienerbereich und eine Servicetüre auf der Rückseite der Maschine den Pressenbetrieb. Die Presse ist außerdem gegen Überspannungen geschützt. Alle Komponenten der rund 95 Tonnen wiegenden Presse sind über die Finite Elemente Kalkulation auf 5-fache mechanische Sicherheit ausgelegt.

Die Fernwartung über ein VPN-Gateway und der automatische Datenaustausch mit den Technikern in Landau verringert den Wartungsaufwand vor Ort und steigert die Verfügbarkeit der Produktionsanlage.

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