Pressenantriebe mit unrunden Zahnrädern senken Kosten

3. Platz des Otto von Guericke-Preises 2002 der AiF

Pressen übertragen Bewegungen und Kräfte auf ein Werkzeug, um damit ein Werkstück auszuschneiden oder umzuformen. Mechanische Umformpressen arbeiten dabei im Vergleich zu hydraulischen Pressen schneller und verbrauchen außerdem weniger Energie. Der Exzenterantrieb einer mechanischen Presse verwandelt eine Drehbewegung in eine durch die Pressenkonstruktion fest definierte Auf-und-ab-Bewegung des Stößels, der die Umformbewegung ausführt. Dadurch kann der Bewegungsverlauf des Stößels nicht an verschiedene Produktionsprozesse wie Scherschneiden, Tiefziehen und Schmieden angepasst werden. In der Vergangenheit wurde eine Vielzahl von Antriebsalternativen zur Exzenterpresse entwickelt, um die Stößelbewgung an den jeweiligen Produktionsprozess anpassen zu können. Der komplizierte Aufbau dieser Antriebe mit zahlreichen zusätzlichen Teilen treibt aber nicht nur die Fertigungskosten in die Höhe, sondern macht die Maschine auch wartungsanfälliger und setzt die Steifigkeit der Presse herab. Mit seiner Entwicklung eines innovativen Pressenantriebs mit unrunden Zahnrädern, der diese Nachteile bisheriger Antriebsalternativen aufhebt, belegt Dr. Markus Schaprian in diesem Jahr den 3. Platz des Otto von Guericke-Preises, den die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ (AiF) alljährlich verleiht.

Das Prinzip des Pressenantriebs mit unrunden Zahnrädern basiert auf der einfachsten Bauform für eine mechanische Presse, dem Exzenterantrieb, dem ein Paar unrunder Zahnräder vorgeschaltet wird. Durch ihre im Gegensatz zu runden Zahnrädern veränderliche Übersetzung ermöglichen sie ungleichmäßige Stößelgeschwindigkeiten während eines Arbeitstaktes, wie sie zur Herstellung von Stanz-, Blech- und Präzisionsschmiedeteilen notwendig sind. Ein von Schaprian entwickeltes Programm berechnet die genaue Form und die Verzahnung der unrunden Zahnräder, die für den jeweiligen Produktionsprozess benötigt werden. So kann der Bewegungsverlauf des Stößels je nach Kundenwunsch vom Pressenhersteller individuell gestaltet werden, während das Grundmodell der Presse nicht verändert werden muss, was die Kosten deutlich vermindert.

Die Firma Helmerding hiw Maschinen aus Bad Oeynhausen setzt die Forschungsergebnisse sehr erfolgreich um. Bisher hat sie mehr als ein Dutzend Pressen mit einem Antrieb mit unrunden Zahnrädern ausgeliefert. Derzeit stattet sie rund ein Drittel der auszuliefernden Maschinen mit unrunden Zahnrädern aus – Tendenz steigend.

Der 31-jährige Dr.-Ing. Markus Schaprian stammt aus Hannover, wo er von 1991 bis 1997 sein Studium des Maschinenbaus absolvierte. Danach arbeitete er als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen der Universität Hannover unter der Leitung von Professor Dr. Eckhart Doege. Dort führte Schaprian seine Forschungen über unrunde Zahnräder für Pressenantriebe durch und leitete ab 1998 die Abteilung Umformmaschinen mit elf Mitarbeitern. Er promovierte über das jetzt von der AiF prämierte Thema und arbeitet inzwischen für das Unternehmen SMS Eumuco in Leverkusen.

AiF-Präsident Johann Wilhelm Arntz überreicht den Otto von Guericke-Preis anlässlich der diesjährigen Tagung des Wissenschaftlichen Rates der AiF am 28. November 2002 in Magdeburg. Die Auszeichnung würdigt herausragende Leistungen auf dem Gebiet der industriellen Gemeinschaftsforschung kleiner und mittlerer Unternehmen. Der 3. Platz ist mit 2000 Euro dotiert.

Ansprechpartner: Dr. Markus Schaprian, SMS Eumuco GmbH, Tel. 0214 734-1020,
E-Mail: Markus.Schaprian@sms-eumuco.de

Pressearbeit: AiF, Silvia Behr, E-Mail: presse@aif.de, Tel.: 0221 37680-55