Hydraulik Punktgenauer Kolbenhub für zuverlässiges Druckgießen

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Roth Hydraulics GmbH

SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH

GGB Heilbronn GmbH

ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH

Die Carat 840 und die Carat 920 sind die weltweit stärksten Druckgussmaschinen ihrer Art. Ein wichtiger Baustein der neuen Lösungen von Bühler aus Uzwil sind die Hydrospeicheranlagen von Roth Hydraulics.

Die Automobilhersteller gehen in ihrer Produktion neue Wege. Für die Fertigung großformatiger und komplexer Bauteile aus Aluminium für Karosserien sind neue Produktionsprozesse mit hohen Schließkräften nötig, etwa um vordere oder hintere Unterböden für Fahrzeuge herzustellen. Die neuen Druckgussmaschinen Carat 840 und Carat 920 von Bühler ermöglichen solche Produktionslösungen.

Zentraler Baustein ist dabei eine extrem leistungsstarke und präzise Gießeinheit mit einer gleichmäßigen Schließkrafteinleitung. Für die zuverlässige Bewältigung dieser Anforderung entschied sich Bühler für den Einsatz einer Druckspeicheranlage von Roth Hydraulics. Sie ist der Antrieb der Gießeinheit, die für eine dauerhaft verlässliche Leistung sorgt.

Hohe Ansprüche an Hydrospeicheranlagen gestellt

Der Anspruch an die Speicheranlage ist vielseitig:

• Einerseits benötigen die neuen Lösungen eine größere Menge an gespeicherter Energie und

• andererseits eine extrem rasche Leistungsentfaltung, um die notwendige Dynamik der Gießeinheit sicherzustellen.

So entfaltet etwa die Carat 920 Gießeinheit 2.130 kN dynamische Gießkraft und 5.340 kN Nachdruck. Die besondere Herausforderung ist hierbei in der zweiten Phase des Gießprozesses innerhalb von 100 ms rund 1,5 m Kolbenhub zu ermöglichen. Die Beschleunigung des Gesamtsystems inklusive flüssigem Aluminiums erfolgt praktisch von Null aus. „Die Carat 920 kann innerhalb von Millisekunden mehr als 200 kg flüssiges Aluminium in eine Form einschießen. Dabei hält sie die Form mit einer Kraft von 92.000 kN zusammen. Das ist, als ob der gesamte Eiffelturm mit seinem Gewicht von rund 9.000 t auf die Form pressen würde“, erklärt Michael Cinelli, Product Manager Bühler Die Casting.

Die Hydrospeicheranlage von Roth Hydraulics schafft diese Produktionsaufgabe mit Leichtigkeit und hoher Genauigkeit. Für das Erreichen solcher Lösungen kooperieren die Experten von Bühler und Roth Hydraulics seit vielen Jahren. Michael Cinelli hebt hervor: „Die langjährige Zusammenarbeit in der Komponentenentwicklung mit Roth hat es immer wieder ermöglicht, neue Lösungen rasch zu entwickeln und bestehende Technologie weiterzuentwickeln. Im gemeinsamen Fokus steht dabei immer der Endkunde und die erforderte Zuverlässigkeit der Komponenten.“

Druckgussmaschinen so groß wie ein Haus

Die größten Druckgussmaschinen der Carat-Serie sind so groß wie ein Haus. Sie sind acht Meter hoch und stehen auf einer Grundfläche von rund 100 m². Zudem verfügt die Zweiplatten-Technologie der Carat über ein patentiertes und steifigkeitsoptimiertes Plattendesign für eine gleichmäßige Schließkrafteinleitung, die eine minimale Plattendurchbiegung und eine hohe Maßgenauigkeit der Gussteile sicherstellt. In Kombination mit der einzigartigen echtzeitgeregelten Gießeinheit von Bühler und der Data-View-Steuerung bietet die Carat eine sehr hohe Gießdynamik und -qualität.

Die enorme Leistungsdichte von Hydrospeichersystemen sowie das passgenaue Freisetzen der Energie in der richtigen Menge und zum benötigten Zeitpunkt in der Druckgussfertigung spart elektrische Energie und reduziert die erforderliche Anschlussleistung erheblich. Zusätzlich ermöglicht die Verwendung von recyceltem Aluminium oder durch erneuerbare Energien gewonnenes Aluminium das Potenzial einer CO₂-neutralen Produktion. Als ein Bestandteil der ganzen Produktionskette verbessert dies den ökologischen Fußabdruck des Endprodukts, in dem Fall des Fahrzeugs.

Energieeffiziente Hydrospeicherlösungen von Roth Hydraulics

Frank Fuchs, Geschäftsführer von Roth Hydraulics, erklärte: „Familiengeführte Unternehmen verfolgen ähnliche Werte und stellen die persönliche Kundenbeziehung in den Fokus. Wir freuen uns und sind stolz darauf, dass wir auf dieser Basis schon viele Jahre mit Bühler kooperieren. Der Einsatz unserer Hydrospeicheranlagen in der neuen Carat-Baureihe untermauert unsere erfolgreiche Partnerschaft.“

Roth Hydraulics bietet energieeffiziente Hydrospeicherlösungen für Technologien bei denen hydraulische Energie gespeichert oder gewandelt werden muss. Zum Einsatz kommen die fluidtechnischen Bauteile nicht nur in Druckgussmaschinen, sondern etwa auch in der Energie- und Kraftwerkstechnik, Mobilhydraulik oder in der Öl- und Gastechnik. Roth Hydraulics ist ein Traditionsunternehmen der Branche mit einer 80-jährigen Firmengeschichte – bekannt unter der vorherigen Firmierung „Bolenz & Schäfer“. Als Vollsortimenter liefert das Unternehmen eine komplette Technologie-Palette mit Kolben-, Blasen- und Membranspeichern sowie Speicheranlagen für verschiedenste Anwendungen. Die Roth-Speichersysteme sind nach einem Baukastenprinzip ausgelegt. Je nach Anforderung realisiert der Hersteller kundenspezifisch angepasste und wirtschaftliche Lösungen wie in diesem Fall für das Familienunternehmen Bühler.

Neues Gewinde verringert Materialeinsatz um bis zu 25 Prozent

Die neuen Gewinde Roth Duralock zeigen bei Berst- und Lastwechselversuchen eine gegenüber metrischen Standard-Gewinden signifikant verbesserte Belastbarkeit und bietet somit ein besonders hohes Maß an Sicherheit. Zudem ermöglicht das Roth-Duralock-Gewinde schlankere Rohre und reduziert den Materialeinsatz je nach Baureihe um bis zu 25 Prozent. Weiterer Vorzug gegenüber metrischen Gewinden: Roth Duralock ist sehr robust gegenüber Beschädigungen.

Bei den bisher verwendeten metrischen Gewinden kommt es zu größeren radialen Kraftkomponenten, die zur Aufbiegung des Rohres führen – dieses Risiko wird durch die Geometrie des metrischen Gewindes begünstigt. Mit der Verkleinerung des Flankenwinkels beim Duralock-Gewinde werden die auftretenden radialen Kräfte reduziert, was die Gefahr der Aufbiegung des Rohres verringert. Zudem wurde der Radius im Gewindegrund vergrößert, was die auftretenden Spannungen heruntersetzt und das Gewinde unempfindlicher gegen Anrisse macht. Alle beschriebenen Verbesserungen wurden nicht nur theoretisch ermittelt, sondern durch Dauerfestigkeits- und Berstversuche nachgewiesen. Der TÜV Hessen hat die Prüfungen begleitet, validiert und somit die Qualitätsmerkmale der Roth-Hydraulics-Eigenentwicklung bestätigt.

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