Stickstoffsysteme senken Wartungskosten und verbessern die Energieeffizienz in Presswerken erheblich. Steinel setzt dabei auf Tankplattensysteme mit niedrigem Elastizitätsmodul.
Falten- und Rissbildung, unsaubere Übergänge, aufgesprungene Konturen – typische Fehlerbilder im Presswerk, die meist auf unzureichend kontrollierte Umformprozesse zurückzuführen sind. Nach dem Motto „Viel hilft viel!“ wird oft mehr Kraft vorgesehen als benötigt wird, was zu erheblichem Verschleiß, hohen Ersatzteilkosten und ineffizientem Energieeinsatz führt. Eine smartere Lösung bieten Stickstoffsysteme – insbesondere in Form hochvolumiger Tankplattensysteme. Sie steigern nicht nur die Qualität und Reproduzierbarkeit, sondern senken Wartungsaufwände und verbessern die Energieeffizienz im gesamten Fertigungsprozess.
Physik macht den Unterschied
Die Schlüsselkennzahl ist das Elastizitätsmodul. Während Stahl mit 210.000 N/mm² oder Hydrauliköl mit 2.100 N/mm² sehr steif reagieren, liegt Stickstoff (bei 150 bar) bei vergleichsweise geringen 21 N/mm². Dieser niedrigere Wert wirkt sich im Presswerk wie ein Dämpfungselement aus: Schläge und Stöße, die in hydraulischen Systemen häufig zu Stempel- oder Formenverschleiß führen, werden deutlich abgefedert. Das Resultat: ein werkzeugschonender, elastischer Fertigungsprozess, der längere Standzeiten ermöglicht und gleichzeitig Prozesskräfte gezielter steuert.
Typische Kraftkurven bei den unterschiedlichen Stickstoffsystemen
Drei Wege zur Effizienz: Bauformen und Systeme
Steinel bietet Stickstofflösungen in drei Hauptbauformen:
- Gasdruckfedern – standardisierte Normalien, autark verbaut in Stanz- und Umformwerkzeugen
- Verbundsysteme – standardisierte Komponenten im Schlauch- oder Plattenverbund, geeignet für höhere Taktzahlen
- Tankplattensysteme – individuell ausgelegte Einheiten mit maximaler Integration und Regelbarkeit
Besonders Tankplatten sind die bevorzugte Lösung bei Hochleistungsanwendungen mit hoher Baudichte, hohen Taktzahlen oder extremen Anforderungen an Präzision und Standzeit. Als kunden- und werkzeugspezifisch konzipiertes System lassen sie sich optimal an die jeweilige Anwendung anpassen – auch zur Verwendung als pressenunabhängige Ziehkissen oder als Federpakete für den modularen Werkzeugbau. Sie unterstützen damit einen stabilen und wiederholgenauen Umformprozess mit flachem Kraftanstieg – selbst unter variablen Fertigungsbedingungen.
Was Tankplattensysteme besonders macht
Tankplatten überzeugen durch technische Merkmale, die sie für anspruchsvolle Einsatzbereiche prädestinieren:
- Auslegung für bis zu 150 bar Fülldruck (marktüblich: 110 bar)
- Lebensdauer >10 Mio. Hübe, wartungsarm
- Pressensteuerung kommuniziert mit Druckschalter
- Zentrale Drucküberwachung, Kontrollarmaturen mit integrierter Berstsicherung, optionaler Druckwächter
- Drücke können während der Fertigung angepasst werden
- Gleichmäßige Druckverteilung über alle Zylinder
- Systemdruckanstieg begrenzt auf 20 Prozent, wodurch ein konstanter Kraftverlauf entsteht
- Geringer Temperaturanstieg
- Nachrüstbar in Bestandsanlagen
Innenleben einer Tankplatte mit drei unabhängigen Druckkreisen
Durch zusätzliche Volumenbohrungen oder externe Speicher kann das Gesamtsystem weiter optimiert werden – für eine noch flachere Kraftkurve und gesteigerte Prozesssicherheit.
Praxisbeispiel: Tankplatte statt Federpaket
Ein konkreter Anwendungsfall bei einem Kunden aus der Tellerfederproduktion zeigt den Unterschied deutlich: Ursprünglich war ein modulares Werkzeug mit klassischen Systemfederpaketen ausgestattet. Trotz hochwertiger Komponenten kam es im Produktionsprozess schnell zu teils massiven Verschleißerscheinungen – bis hin zu abgerissenen Lochern oder gebrochenen Stempeln. Nach der Umrüstung auf eine 2-Kreis-Tankplatte mit 8 und 22 Zylindern konnte die Standzeit verdreifacht werden – bei gleichzeitig planbarem Wartungsaufwand und reduziertem Ersatzteilbedarf. Zudem ließ sich die benötigte Kraft exakt und reproduzierbar einstellen – ein entscheidender Vorteil in der Serienfertigung.
Umrüstung eines Bestandswerkzeugs mit konventionellen Federn auf eine 2-Kreis-Tankplatte – Ergebnis: geringerer Verschleiß, längere Standzeiten
Warmpresshärten und Tiefziehen? Kein Problem
Die Einsatzmöglichkeiten von Tankplattensystemen reichen weit über klassische Stanz- und Biegeprozesse hinaus. Beim Warmpresshärten sorgen vernetzte Systeme für einen automatischen Höhenausgleich sowie eine stufenübergreifende Nutzung – hervorragend geeignet für anspruchsvolle Umformprozesse mit komplexen Werkzeuggeometrien. Auch im Tiefziehen haben sich Tankplatten bewährt: Gleichmäßige Druckverteilung über Verbundbohrungen, individuell regelbare Kreise und ein flacher Druckanstieg ermöglichen eine präzise und materialschonende Umformung.
Quelle: Steinel
