Tiefziehpresse: die unterschiedlichen Schritte und Probleme einer Überholung

Zusätzlich zu einer regelmäßigen Wartung können sich eine vollständige Überholung oder eine Nachrüstung der Tiefziehpresse als nötig erweisen, um:

• die ursprünglichen Eigenschaften der Presse wiederzuerlangen und auf diese Weise an Qualität und Zuverlässigkeit zu gewinnen,

• die Produktivität zu verbessern durch Anwendung aktueller Technologiestandards.

Die erste Etappe besteht aus Analyse und Expertise, um die Schwachstellen der Presse zu erkennen und ein präzises Pflichtenheft/Angebot der zu unternehmenden Arbeiten zu erstellen. Dies betrifft die mechanischen Aspekte, Automatik, Elektrik und / oder die technische Veraltung einiger Teile, u. a. des elektronischen Anteils.

Im Rahmen dieses Artikels hat sich Maurice Schauli, Direktor von Schuler France, bereit erklärt seine Erfahrung im Bereich der Wartung und Überholung von Tiefziehpressen zu teilen.
 

In Hinblick auf die mechanischen Aspekte schafft eine Kontrolle der Geometrie, des eventuell vorhandenen „Spiels“, sowie eine visuelle Überprüfung der mechanischen Teile Klarheit.

Maurice Schauli fügt hinzu, dass „die Maschinenbediener die ersten „Indikatoren“ sind , die mit Augen und Gefühl usw. eine Vibration, ein Geräusch oder eine andere Beobachtung machen, die einen wertvollen Hinweis darauf liefert, was weiter geprüft werden sollte.“

Getriebe, ein wesentliches Element
Es ist das Herz einer mechanischen Presse - das Getriebe, das die Rotationsbewegung des Motors in eine Translationsbewegung des oder der Stößel übersetzt, um so die Kraft des Prozesses, über den Stößel auf dem das Werkzeug fixiert ist, zu übertragen. Das Getriebe besteht aus Zahnrädern, Pleueln, Stangen mit Kugellagern und zahlreichen Hülsen usw.

Wenn diese Teile zu viel Spiel erhalten, verliert die Maschine an Präzision. Das Spiel ist bei einer Überprüfung der Presse durch zwei Hauptvorgänge messbar:

• eine Sichtinspektion des Zustands der Teile,

• die Beanspruchung der Maschine durch Analysemittel, wie beispielsweise die Verwendung eines Zylinders. Dieser kann unter dem Stößel eine Beanspruchung simulieren, als wäre die Presse im Produktionsmodus. Die Verlagerung des Stößels stellt die Summe des Spielraums und einen Teil der Deformierung dar.

„Wenn die Spielräume auf den Seiten der Kinematik unterschiedlich sind, ist dies störend, denn die Geometrie ist dann niemals in Hinsicht auf das Werkzeuglabor (d.h. unter den Stößeln der Presse, wo das Werkzeug eingesetzt wird) perfekt. Der Parallelismus der Oberflächen, die das untere und das obere Werkzeug aufnehmen, muss gut sein.“, führt Maurice Schauli aus.

Die häufigsten Arten der Abnutzung passieren auf den Hülsen. Die Teile, die nicht als Verschleißteile angesehen werden, wie die Zahnung der Zahnräder beispielsweise, können ebenfalls Ursprung von Maschinenstopps sein. Maurice Schauli erklärt weiter, dass „eine Vorsorgekontrolle es erlaubt die Risiken zu minimieren. Es ist daher besonders interessant die mechanische Generalüberholung abhängig von diesen Kontrollen zu planen, um die alternden Teile zu ersetzen, die zu einem Ermüdungsbruch, d. h. zu einem Bruchrisiko, führen können.“

Wenn die Presse selten instand gehalten wurde, oder altersbedingt, ist es manchmal nötig die Kinematik komplett auszutauschen, d.h. alle Transmissionselemente.

Mechanische Generalüberholung
Die Zuverlässigkeit der Ausstattung ist der Hauptgrund für eine mechanische Generalüberholung, sowohl in Hinblick auf Brüche, wie auch in Hinsicht auf die Qualität der produzierten Werkstücke.

Eine Erhöhung der Produktivität ist ebenfalls möglich, wie beispielsweise eine Erhöhung der Kapazitäten, allen voran der Kadenz und daraus resultierend die Anzahl der pro Minute produzierten Teile usw.

„Diese Veränderungen in der Kapazität sind dennoch beschränkt durch die durch die Struktur der Presse vorgegebenen Möglichkeiten.“
 

Die Veraltung einiger Bestandteile des elektrischen und elektronischen Systems macht den Austausch der Installation oder der veralteten Elemente aus Gründen der Verfügbarkeit nötig. Bestandteile, die seit Jahren bereits nicht mehr vertrieben werden, können nur schwierig im Fall einer Panne gewechselt werden. Auf der anderen Seite können Normen und / oder Sicherheitsstandards dazu führen, einige Elemente tauschen zu müssen.

Maurice Schauli präzisiert, dass „wenn die komplexesten Teile, wie beispielsweise eine elektronische Platine eines Automaten, nicht mehr gefunden werden können, steht der Fortbestand der Installation zur Debatte.“

Eine Lösung besteht nichtsdestotrotz darin, einen Vorrat der wichtigsten und /oder komplexesten Teilen anzulegen.

An sich bietet die Aktualisierung des elektrischen / elektronischen System keinen weiteren Gewinn an Produktivität auf der Presse selbst. Dennoch können solche Veränderungen zu einer verbesserten Beherrschung des Gesamtprozesses führen mit anderen Ausstattungsteilen der Produktionslinie, bzw. des Industriebetriebs, und in diesem Zuge zu einer verbesserten Allgemeinproduktivität des Herstellungsprozesses. Das Hinzufügen von Funktionen, Kommunikationsmöglichkeiten, die Optimierung von Teilabschnitten usw. machen öfters einen Gewinn an Produktivität möglich.
 

In nur wenigen Jahren hat sich die Umgebung der Industriebetriebe stark verändert. Jedes Unternehmen ist an allen Stellen mit Kommunikationsmitteln über das firmeneigene Netzwerk ausgestattet.
Das Nachrüsten einer Presse kann die Kommunikation der Maschinen erleichtern und die Möglichkeiten dessen, was „Industrie 4.0“ genannt wird, nutzbar machen.

Die Presse kann so von einem echten digitalen Kontrollturm aus gesteuert werden. Die nachfolgenden technischen Elemente können beispielsweise auf diese Weise gesteuert werden:

• Temperatursensoren,

• Filter,

• Kraftaufnehmer,

• Werkzeugschutz durch Kameras (visual die protection)

• usw.

Die Wartung wird dadurch planbar und blockierende Pannen reduziert.

Maurice Schauli nennt hier das Beispiel einer Initiative im prädiktiven Bereich: „Der Automobilhersteller Porsche und Schuler haben ein gemeinsames Unternehmen gegründet „Smart Press Shop GmbH & Co.“, das 2021 ein vollkommen neues Unternehmen 4.0 starten wird.“

Abschließend ist es wichtig hinzuzufügen, dass Systeme von „digitalen Zwillingen“ existieren, die dieselben Handlungen durchführen wie die Presse und es ermöglichen über ein so intelligentes Modell, zu verfügen, dass die Funktionsweise der Presse verbessert werden kann. Der digitale Zwilling kann auf diese Weise eine programmierte, präventive und nicht mehr kurative Wartung durchführen. Maurice Schauli ist sich sicher, dass „der digitale Zwilling eine Prämisse für das Schaffen eines intelligenten Industrieunternehmens ist.“ Diese Technologie wird bereits seit mehreren Jahren zur Simulation von Fertigungsprozessen, wie beispielsweise bei Produktionsreihen mit Servopressen, angewandt. Die Technologie bietet aber noch weitere Möglichkeiten, wie einen virtuellen Anlauf, eine schnellere Kadenz Steigerung, wie auch eine vorab Bedienerschulung, während der Montage der Maschine…