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Ziehkissenantrieb CSH

In Tiefziehpressen sind zwei Teilsysteme für die Produktivität und für die Werk­stück­qualität von entscheidender Bedeutung: der Pressenantrieb und das Ziehkissen. Eine genau definierte Niederhalterkraft stellt ein kontrolliertes Nachfließen des Werkstoffs in das Ziehwerkzeug sicher und ist die Grundlage für einen stabilen Umformprozess. Mit dem innovativen Voith Ziehkissenantrieb Typ CSH steht Ihnen ein höchst flexibles servo-hydraulisches Antriebssystem zur Verfügung. Damit be­stimmen Sie aktiv und exakt die Verläufe von Position, Kraft und Geschwindigkeit – und das während des kompletten Tiefziehprozesses. Ihr Ziehkissen wird zum Servo‑Ziehkissen!

Herkömmliche Ziehkissenantriebe und -steuerungen sind in der Regel verlust­behaftet. Oft erfordern diese Antriebe Kühlsysteme, die zusätzlich Energie ver­brauchen. Auch die Energie, die die Stößelbewegung in das Ziehkissen einbringt, geht fast immer in Form von thermischer Energie verloren.

Beim Voith Ziehkissenantrieb CSH ist alles anders: Die Servotechnologie ist von Haus aus sparsam im Energieverbrauch. Dazu erlaubt sie, die Energie der Stößel­bewegung nahezu vollständig in Form von elektrischer Energie zurückzugewinnen. So erhöhen Sie die Energieeffizienz Ihrer Presse deutlich. Im Vergleich zu einem konventionellen hydraulischen Ziehkissenantrieb ohne Servotechnologie sparen Sie bis zu 80% der Energiekosten.

Der CSH-Ziehkissenantrieb ist sowohl für die Modernisierung bestehender Pressen als auch für Neuanlagen eine einzigartige Lösung. Üblicherweise lässt sich eine Produktivitätssteigerung von 50% und mehr erreichen. Komplexe Tiefziehteile stellen Sie kostengünstig und prozesssicher her. Die Presse produziert mit be­merkenswert niedrigen Kosten/Teil. Das stärkt Ihre Position im Wettbewerb.

Ihr Kontakt

Voith GmbH & Co. KGaA
Schuckertstraße 15
71277 Rutesheim, Deutschland

Tel. +49 7152 992-3
Fax +49 7152 992-400
sales-rut@voith.com

Technische Daten

Niederhalterkraft, Ziehkissenkraft 100 bis >10.000 kN
(10 bis >1.000 t)
Bemessungsleistung bis 2 MW
Genauigkeit der Positionsregelung bis zu 0,01 mm
Genauigkeit der Kraftregelung bis zu ± 1 %
HMI 15,4-Zoll-TFT-LCD-Bedienpanel mit intuitiver Touchscreen-Bedienoberfläche
Kommunikation PROFIBUS/PROFIsafe, PROFINET, Ethernet, USB


Suchen Sie einen Ziehkissenantrieb mit anderen Daten? Bestimmt haben wir auch dafür eine Lösung.

Typische Einsatzbereiche

  • Retrofit von hydraulischen Zieh­kissenantrieben und ‑steuerungen
  • Upgrade von mechanischen, gas­federgestützen oder hydraulischen Niederhaltern
  • Retrofit von servo-elektrischen Ziehkissenantrieben
  • Tiefziehpressen:
    – Hydraulische Pressen mit
        Ziehkissen
    – Servopressen mit Ziehkissen
    – Mechanische Pressen mit
        Ziehkissen
  • Optimale Ergänzung zum Voith Servopressen-Antrieb PSH
  • Definiertes Verzögern von Körpern mit hohen Massen

Vorteile und Nutzen

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Merkmale Vorteile Nutzen
  • Aktiv geregelte Servopumpe mit motorisch oder generatorisch arbeitendem Servomotor.
  • Keine klassische Ventil- und Steuertechnik.
  • Die Energie, die die Stößelbewe­gung in das Ziehkissen einbringt, lässt sich in Form von elektrischer Energie zurückgewinnen.
  • Die Energieeffizienz des Zieh­kissen­antriebs ist ausgesprochen hoch.
  • Im Vergleich zu einem konventionellen hydraulischen Ziehkissenantrieb sparen Sie bis zu 80% der Energiekosten ein.
  • Die Presse produziert mit niedrigen Kosten/Teil; das stärkt Ihre Position im Wettbewerb.
  • Regelarten durch die Servopumpe:
    –  Position (frei wählbar)
    –  Geschwindigkeit über Weg
    –  Kraft über Weg

  • Freie Gestaltung des kompletten Tiefziehprozesses hinsichtlich der Verläufe von Position, Geschwindig­keit und Kraft (Servo-Ziehkissen!).
  • Die einstellbare Niederhalterkraft ermöglicht beliebige Verläufe der Flächenpressung – auch abneh­mende oder oszillierende.
  • Tiefziehteile lassen sich pro­zesssicher herstellen.
  • Mit einem stabilen und wiederholgenauen Tiefziehprozess steigern Sie die Produk­tivität der Presse bis zu 50% – in Einzel­fällen auch mehr.
  • Ein kontrollierter und reproduzierbarer Ziehkissenkraftverlauf bewirkt einen de­finierten Werkstofffluss und vermeidet wirkungsvoll Falten und Risse im Werkstück.
  • Komplexe Tiefziehteile lassen sich kos­ten­günstig und mit minimalem Ausschuss herstellen.
  • Die Ziehtiefen von Werkstücken lassen sich erheblich vergrößern.
 
  • Eine Vorbeschleunigung des Ziehkissens ist frei wählbar (Synchronisierung).
  • Der Stoß, den das Oberwerkzeug beim Auftreffen auf das Werkstück verursacht, ist minimal. Durch die geringere Ver­letzung der Oberfläche steigt die Qualität der produzierten Teile.
  • Werkzeuge und die Presse selbst sind geringeren Belastungen ausgesetzt und haben höhere Standzeiten. Dadurch sinken Ihre Betriebskosten erheblich.
  • Eine niedrigere Geräuschemission um bis zu 8 db(A) mindert den Aufwand und die Kosten für schalldämmende Maßnahmen.
 
  • Nach Erreichen des unteren Tot­punkts ist eine Entkopplung der Ziehkissenbewegung von der Stößelbewegung ohne weiteres möglich.
  • Das Ziehkissen mit dem Werkstück lässt sich unabhängig vom Stößel bewegen.
  • Auf den Stößel wirken nach dem Zieh­prozess keine Gegenkräfte vom Zieh­kissen. Eine geringere Belastung erhöht die Lebensdauer des Werkzeugs und der Presse.
 
  • Eine Teileausstoßfunktion ist programmierbar.
  • Ihre Tiefziehpresse produziert große und komplexe Werkstücke ohne Beschädi­gungen.
  • Modularer, einfacher Aufbau.
  • Wenig Bauteile.
  • Kleiner Ölbehälter.
  • Der Projektierungsaufwand bei der Systemintegration ist gering.
  • Der Antrieb ist für nahezu alle Tief­ziehpressen skalierbar.
  • Sie sparen Projektierungskosten durch kurze Entwicklungszeiten.
  • Der Antrieb ist sowohl für neue Pressen als auch für Modernisierung oder Retrofit ideal.
 
  • Der Ziehkissenantrieb ist einfach aufgebaut.
  • Der Antrieb ist betriebssicher und hat eine hohe Verfügbarkeit.
  • Die Kosten für Instandhaltung sind gering.
 
  • Das Ölvolumen im System ist im Vergleich zu einem konventionellen hydraulischen Ziehkissenantrieb bis zu 80% geringer.
  • Der geringe Aufwand für das Ölmanage­ment wirkt sich positiv auf die Betriebs­kosten aus.
  • (Servo-)hydraulische Lösung.
  • Der Antrieb hat einen sicheren und schnell wirkenden Überlastschutz.
  • Im Falle einer Fehlbedienung oder Fehl­funktion vermeiden Sie wirkungsvoll Schäden an der Presse.
  • Eine Wiederinbetriebnahme ist in kurzer Zeit möglich.
 
  • Die Anzahl der Verschleißteile ist gering; sie haben eine hohe Lebensdauer, sind preiswert und einfach zu tauschen.
  • Der Ziehkissenantrieb hat lange Wartungsintervalle und kurze Wartungszeiten.
  • Die Verfügbarkeit der Presse steigt.
  • Freie Programmierung des Antriebs über ein 15,4-Zoll-TFT-LCD-Bedienpanel mit intuitiver Touchscreen-Bedienoberfläche.
  • Der Antrieb hat eine hohe Flexibilität und ist für alle Applikationen von Ziehkissen geeignet.
  • Die Steuerung ist mit einer ein­heit­lichen Software "pre-engineered".
  • Sie realisieren die Integration des Antriebs in die Presse einfach, schnell und kostengünstig.
  • Aufwand und Kosten für die Inbe­trieb­nahme sind gering.
 
  • Die HMI-Schnittstelle ist komfortabel und zeitgemäß.
  • Alle relevanten Parameter lassen sich vor Ort programmieren und visualisieren.
  • Das Bedienpersonal braucht nur wenig Zeit zur Einarbeitung.
  • Vor Ort ist eine schnelle und aussage­kräftige Prozessvisualisierung und ‑überwachung möglich.
  • Integrierte Prozessüberwachung.
  • Das Antriebssystem ist diag­nose­fähig und Industrie-4.0-ready.
  • Sie erkennen Instandhaltungsbedarf frühzeitig und in kürzester Zeit.
  • Stillstandszeiten der Presse sind er­heblich geringer.
  • Vor-Ort-Serviceeinsätze lassen sich um bis zu 70% reduzieren.
  • Steuerungs- und Regelalgo­rithmen sind optimal an die Hydraulik und Elektronik angepasst.
  • Der Ziehkissenantrieb ist eine Komplettlösung, alles aus einer Hand.
  • Sie sparen Kosten durch kurze Ent­wicklungs- und Inbetriebnahmezeiten.

Technische Informationen

Stand-alone-Lösung

Ziehkissenantrieb CSH als Stand-alone-Lösung
 

Prinzipskizze

Kombination mit dem Pressenantrieb PSH

Ziehkissenantrieb CSH in Kombination mit dem Pressenantrieb PSH – die optimale Antriebslösung für Servopressen
 

Prinzipskizze

Vergleich von Ziehkissensystemen

Vergleich von Ziehkissensystemen

Ziehkissen sind beim Tiefziehprozess auf einfachwirkenden Pressen eine maßgebliche Komponente für die Produktivität der Presse und für die Qualität der Werkstücke. Für die Steuerung und Regelung der Ziehkissen haben sich am Markt verschiedene Systeme mit unterschiedlicher Komplexität und Funktionalität mehr oder weniger durchgesetzt. Der Voith Ziehkissenantrieb ist jedoch das einzige System, das eine derart große Funktionalität bei minimaler Komplexität bietet.

AFFC-Ziehkissenregelung

Folgende Tabelle zeigt verschiedene Systeme und deren Nachteile gegenüber der Voith-CSH-Lösung:

Vergleichstechnologie Nachteile
Zweifach-wirkender Hydraulikzylinder mit klassischer hydraulischer Antriebs- und Ventiltechnik
  • Kühlsystem und Kühlleistung erforderlich
  • Mittelmäßige oder schlechte Reproduzierbarkeit
  • Schlechter Wirkungsgrad
  • Komplexe und störanfällige Lösung
  • Keine Energierückgewinnung möglich
Ziehkissen-Achsen mit Hochdruck /Nieder-druckumschaltung und partieller Energierückspeisung
  • Mittelmäßige oder schlechte Reproduzierbarkeit
  • Mittelmäßiger Wirkungsgrad
  • Komplexe und störanfällige Lösung
  • Mittelmäßige Regeleigenschaften mit geringerer Genauigkeit und Dynamik
  • Begrenzte Energierückgewinnung
Servo-elektrischer (-elektromechanischer) Ziehkissenantrieb
  • Überlastsituationen schwer beherrschbar
  • Keine dauerfeste Lösung
  • Sehr empfindlich bei Wartungsfehlern
  • Begrenzte Dynamik
Einfach-wirkender Hydraulikzylinder mit klassischer Ventiltechnik
  • Mittelmäßige oder schlechte Reproduzierbarkeit
  • Keine Vorbeschleunigung möglich
  • Kühlsystem und Kühlleistung erforderlich
  • Schlechter Wirkungsgrad
  • Keine Energierückgewinnung möglich
Ziehkissen mit Gasdruckfedern
  • Keine Vorbeschleunigung möglich
  • Kraftverlauf über dem Ziehweg nur minimal beeinflussbar
  • Konstante oder steigende Niederhalterkraft über den Ziehweg verursacht ausschließlich eine zunehmende Flächenpressung
  • Keine Entkopplung von der Stößelbewegung möglich
  • Schlechter Wirkungsgrad
  • Sehr hohe Instandhaltungskosten
  • Keine Energierückgewinnung möglich
  • Überlastsituationen schwer beherrschbar
Ziehkissen mit mechanischen Federn
  • Keine Vorbeschleunigung möglich
  • Kraftverlauf über dem Ziehweg nicht beeinflussbar
  • Steigende Niederhalterkraft über den Ziehweg verursacht ausschließlich eine stark zunehmende Flächenpressung
  • Keine Entkopplung von der Stößelbewegung möglich
  • Überlastsituationen schwer beherrschbar
  • Schlechter Wirkungsgrad
  • Keine Energierückgewinnung möglich

 

AFFC-Ziehkissenregelung


AFFC-Ziehkissenregelung

Die Prozesskraft des Ziehkissen wird über den Druck in der Arbeitskammer bestimmt. Zur Druckregelung verwendet CSH das vorteilhafte Adaptive Feed Forward Control (AFFC).
Bekannte historische Verfahren (SoA) verwenden den Motorstrom als Steuergröße, um so über das Drehmoment schließlich den Druck zu regeln. Diese Systeme sind wenig robust und reagieren kritisch auf Störungen auf der Ausgangsseite.
Das innovative AFFC berechnet aus Kenntnis der Systemkomponenten eine Motordrehzahl als Steuergröße zur Regelung des Druckes. Durch die adaptive Komponente des Istwert-Signals arbeitet diese Regelung äußerst stabil und robust gegen Störungen aus dem Prozess.

Stakeholderbefragung 2018 - Voith GmbH & Co. KGaA


Wir laden Sie herzlich ein, an unserer Stakeholderbefragung 2018 teilzunehmen.

Ziel der Befragung ist es zu erfahren, wie Sie Voiths Auswirkungen auf sein Umfeld beurteilen und wo Sie Verbesserungspotenziale in der Nachhaltigkeitsleistung sehen.

Das Ausfüllen des Fragebogens wird knapp 10 Minuten in Anspruch nehmen.


Möchten Sie an der Umfrage teilnehmen?

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