Wirkungsgradverbesserung durch Baugruppenoptimierung an mechanischen Stufenpressen

Die Arbeit analysiert energetisch Antriebsbaugruppen an mechanischen Stufenpressen, konkret zwei Transferpressen mit Nennpresskräften von 15.000 kN und 16.000 kN. Die Untersuchung konzentriert sich auf die energetische Analyse der Kupplungs-Bremskombination sowie der Sekundär- und Hebelgetriebe und der Ausbalancierung, während die Energierückgewinnung am Ziehkissen in einem separaten Forschungsvorhaben behandelt wird. Im experimentellen Teil erfolgt die Analyse durch Messungen der elektrischen Antriebsleistung in verschiedenen Betriebszuständen: Leerlauf, Leerhub und Lasthub (Hubzahlbereich von 8 bis 22 min⁻¹). Im Leerlauf werden die Verluste von Motor, Riementrieb, Schwungradlagerung und Kupplungs-Bremskombination erfasst. Der Lasthub wird mit realen Werkzeugen an einer Industriepresse und einer Inbetriebnahmepresse getestet. Der ermittelte maximale Wirkungsgrad liegt knapp unter 0,8, was von bisherigen Erfahrungen abweicht. Weiterführende Untersuchungen zur Messunsicherheit der elektrischen Leistung sind sinnvoll. Im theoretischen Teil wird das Energieeinsparpotential in der Anpassung des Kühlölstroms sowie die Kinematik und Kinetostatik des Stößelantriebs behandelt. Die Verlustkennziffer für Sekundär- und Hebelgetriebe beträgt 18,5% im Leerhub und steigt auf 20,5% bei nahezu 100% Arbeitsauslastung. Ein quantitativer Vergleich der Ausbalancierungsleistung zeigt deren Dominanz. Maßnahmen zur Verlustleistungsreduzierung und da