03.06.2008

Technischer Meilenstein: Schuler Konzern fertigt größten Gegenschlaghammer der Welt

Müller Weingarten, ein Tochterunternehmen des Schuler Konzerns, fertigt den größten Gegenschlaghammer der Welt. Der Kunde wird auf der Anlage vor allem Kurbelwellen und Flansche, beispielsweise für die Nutzfahrzeugbranche, herstellen.

Ob in Containerschiffen, Lokomotiven, Nutzfahrzeugen oder Flugzeugen – bei fast allen Verkehrsträgern der weltweiten Logistiknetzwerke spielen große Schmiedeteile eine wichtige Rolle. Dementsprechend steigt die Nachfrage nach großen Schmiedemaschinen mit hohen Presskräften und Umformenergien. Speziell im Bereich der großen Schmiedeteile stellt der Gegenschlaghammer eine wirtschaftlich und technisch attraktive Alternative zur Schmiedepresse dar. In Kombination mit moderner Technologie ist es möglich, mit einem Gegenschlaghammer moderne kosteneffiziente Schmiedelinien aufzubauen. Darüber hinaus sorgt die Flexibilität dieses Anlagentyps für hohe Investitionssicherheit.

Das Prinzip des Gegenschlaghammers besteht darin, zwei gegeneinander bewegte Schmiedehämmer – Bäre genannt – mit annähernd gleicher Masse aufeinander treffen zu lassen, wobei diese im Moment der Formgebung die optimale Geschwindigkeit erreichen. Weil die gegenläufige Bewegung der Bäre die Stoßkräfte nahezu ausgleicht, werden nur noch geringe Kräfte ins Hammerfundament geleitet. Dadurch kann dieses kleiner dimensioniert sein als bei Fallhämmern. Die Vorteile dieses Prinzips: eine hohe Umformgeschwindigkeit und Umformenergie, was eine hohe Präzision bei großen und komplexen Schmiedeteilen garantiert. Weitere Vorteile sind eine hohe Verfügbarkeit und ein geringer Wartungsaufwand.

Grundsätzlich sind zwei Bauarten von Gegenschlaghämmern zu unterscheiden. Bei Gegenschlaghämmern mit hydraulischem Antrieb bewegt ein Hydrauliksystem die beiden Bäre gegeneinander. Der hydraulische Hammer arbeitet unabhängig von einem Druckluftsystem und ist im Vergleich zum pneumatisch angetriebenen Hammer genauer regelbar. Allerdings ist die maximal mögliche Umformenergie wegen der Belastungsgrenzen des Hydrauliksystems auf 400 kJ begrenzt. Außerdem beschränken die verfügbaren Hydraulikkomponenten die Baugröße.

Gegenschlaghämmer mit pneumatischem Antrieb wie der größte Gegenschlaghammer der Welt, der derzeit vom Schuler Konzern gebaut wird, ermöglichen dagegen eine maximale Umformenergie von bis zu 1.400 kJ. Dies entspricht etwa der Leistung einer Umformpresse mit einer Presskraft von 54.000 Tonnen.

Der Antrieb erfolgt bei beiden Verfahren über den Oberbär. Beim pneumatischen Antrieb bestehen Oberbär und Antriebskolben aus einem Stück, so dass die Druckluft aus dem Steuerungszylinder unmittelbar auf den oberen Hammer wirkt. Das Expansionsprinzip und der Einsatz trockenlaufender Verdichter, bei denen die erwärmte Druckluft nicht rückgekühlt werden muss, verbessern die Wirtschaftlichkeit des Hammerbetriebes. Die zur Druckregelung verwendeten servo-hydraulisch betätigten Ventile zeichnen sich durch eine große Betriebssicherheit aus. Eine hydraulische Kupplung überträgt die Bewegung des oberen Hammers auf den Unterbär, so dass beide Hämmer gegenläufige synchrone Bewegungen ausführen. Die Kupplung besteht aus zwei am Oberbär angreifenden Kupplungskolben, die beim Schlaghub über eine Ölsäule den am Unterbär angreifenden Kupplungskolben beaufschlagen. Die Kolben sind direkt ohne elastische Zwischenglieder an den Bär angelenkt. Der Kupplungszylinder unter dem Unterbär ist mit einer hydraulischen Bremse versehen. Diese bremst den Unterbär beim Rückhub ab, bevor er die Endlage erreicht, in der er ihn Aufschlagpuffer weich abfangen. Dieser einfache und robuste Aufbau ist wartungsarm und garantiert eine hohe Verfügbarkeit des Hammers. Bei einer Gesamtkostenbetrachtung ergeben sich dadurch Vorteile gegenüber komplexeren Schmiedepressen.

Breites Teilespektrum und hohe Flexibilität

Im Gegensatz zu anderen Hammerkonstruktionen kann bei Ober- und Unterbär das größte Außenmaß der Bäre in Fugenrichtung als Gesenkauflage genutzt werden. Das ermöglicht den Einsatz von sehr langen und überstehenden Gesenken. Dadurch ergeben sich insbesondere bei der Herstellung langer Schmiedestücke – beispielsweise Lkw-Vorderachsen und Kurbelwellen – Vorteile. Durch die günstige Formgebung mit annähernd gleichen Massen ist die erzeugte Prellschlagkraft des Hammers sehr hoch. Große Schmiedestücke mit dünnen Wandstärken – z. B. Turbinenschaufeln – die eine große Umformkraft benötigen, lassen sich so wirtschaftlich umformen. Durch exzentrische Anordnung der Kupplungskolben an den Bären wird eine eindeutige Anlage der Bäre am Führungsgestell erreicht. Der Einbau überhoher und schwerer Gesenke ist im Gegensatz zu anderen  Hammerausführungen möglich.

Die Ständer sind in der Regel als Schweißteil ausgeführt und können als 2-Ständer- oder 4-Ständer-Lösung realisiert werden. Die weit außenliegenden Führungen der Hammerbäre gewährleisten eine exakte Bewegung der Bäre und damit ein hochwertiges Schmiedeergebnis.

Moderne Steuerungstechnik

Mit der MW-FCS-Steuerung (MW-Forge-Control-System) ist es möglich, die Anlage in allen Betriebsarten wie Einrichten, Andrücken, Handmodus oder Automatikmodus zu fahren. Anwender können komplette Schlagprogramme mit Vorwahl von Anzahl der Schläge, Energie pro Schlag und Pausenzeiten zwischen den Schlägen hinterlegen und werkzeugabhängig speichern.

Breites Anlagenspektrum und gute Aussichten

Der Schuler Konzern bietet pneumatisch angetriebene Gegenschlaghämmer im Bereich von 160 kJ bis 1.400 kJ an. Eine dichte Staffelung der verfügbaren Baugrößen gewährleistet, dass Kunden die jeweils optimale Baugröße wählen können. Dabei ist es auch möglich, auf Basis der Gegenschlagtechnik moderne Gesamtschmiedelinien inklusive Teilautomatisierung umzusetzen.