von Robert Timmerberg Immer wieder geraten Dinge im Zuge der technischen Weiterentwicklung in Vergessenheit. Ein solches Schicksal könnte Federn aus Polyurethan in modernen Pressen blühen. Denn PU-Federn in Presswerkzeugen lassen sich sehr einfach durch leistungsfähigere Maschinenelemente aus Co-Polyester Elastomer ersetzen. Dies schont die Presswerkzeuge und macht effizientere, ausfallsichere Fertigungsabläufe möglich. Der Grund für die Substitution der PU-Federn bei der Umformung von Karosserieteilen liegt in der Entwicklung leistungsfähigerer Pressen. Dort eingesetzt, stießen sie bei ihrer Dämpfungsaufgabe an ihre Grenzen. Bis dato wurden sie als so genannte Niederhalterdämpfer verwendet. Das heißt, sie waren dafür zuständig, beim Öffnen der Pressen nach dem Pressvorgang die Halteschrauben und damit auch die eigentlichen Werkzeuge zu schützen. Die Halteschrauben dienen zur Hub-Begrenzung des Niederhalters. Die Leistungssteigerung der neuartigen Pressen lässt sich nun in erster Linie an ihren höheren Rückhubgeschwindigkeiten nach der Blechumformung festmachen. Da dadurch analog auch die auf den Niederhalterdämpfer wirkenden Kräfte stiegen, wurden die PU-Federn buchstäblich nach wenigen Einsätzen zerstört. Sie zerbröselten förmlich und ließen Halteschrauben, Werkzeuge und Niederhalter ohne Schutz. Die Halteschrauben rissen ab und verursachten Produktionsausfälle sowie erhebliche Reparaturkosten an den Werkzeugen. Der Abstieg der PU-Federn ist also durch den Anstieg der Taktzahlen – unter anderem beim Umformen von Blech – begründet, so dass Maschinenelemente von ACE, die zuvor als Tubus-Strukturdämpfer in anderen Anwendungen ihren Einsatz fanden, in ganz neue Bereiche aufsteigen konnten. Diese Entwicklung vollzog sich folgendermaßen: Die ihren Namen Tubus der ursprünglich rohrähnlichen Form verdankenden und seit dem Jahr 2000 im Markt bekannten Dämpfungselemente von ACE wären ob ihrer ursprünglichen Größe nicht in die bestehenden Presswerkzeuge zu integrieren gewesen. Nach Kontakten namhafter Hersteller aus der deutschen Automobilindustrie mit ACE war den beteiligten Ingenieuren aufgrund von Erfahrungen in ähnlichen Belastungssituationen schnell klar, dass das Tubus-Material dem Polyurethan überlegen ist. Es galt bei der Entwicklung neuartiger Niederhalterdämpfer nun zu klären, ob dies bei vergleichsweise geringeren Ausmaßen auch noch gelten würde. In der Testphase zeigte ein Leistungsvergleich unter statischen Bedingungen, wie deutlich die Gesamtenergie, insbesondere die absorbierte Energie, der ACE-Produkte über denen von PU-Dämpfern liegt. Dazu äußert sich Thorsten Kohnen, technischer Berater bei ACE: „Wie die Arbeit mit unserem Entwicklungs- und Fertigungspartner zeigt, liegt die maximale Energieaufnahme der Niederhalterdämpfer aus Co-Polyester Elastomer von ACE je nach Ausführung in Bereichen zwischen fünf und 269 Nm." Unter den tatsächlichen dynamischen Bedingungen bescheinigen die Autobauer den Niederhalterdämpfern sogar, dass sie die Ergebnisse ihrer Vorgänger um fast das Dreifache übertreffen. Ein Mitarbeiter eines namhaften, in Bayern ansässigen Kfz-Herstellers aus der Abteilung Standardisierung, Bauvorschrift Technologie Umformen gab auf Nachfrage während der Blechexpo 2011 den Kommentar ab: „Ein Vergleich der bisherigen PU-Dämpfer gegenüber den Niederhalterdämpfern aus elastomerem Polyester ist ungefähr so, wie ein Spiel aus der Fußball Bezirksliga gegenüber dem eines aus der UEFA Champions League zu betrachten." Also lässt sich festhalten, dass aus einem in der Industrie schon gut etablierten, rohrähnlichen Dämpfer quasi eine Hightech-Unterlegscheibe aus Co-Polyester Elastomer wurde. Die Lebensdauern sowie die Betriebssicherheit der Presswerkzeuge sind seit Verwendung der neuen Maschinenelemente deutlich angestiegen. Zudem lassen sie sich nun erstmals über einen längeren Zeitraum mit voller Geschwindigkeit fahren. Die Niederhalterdämpfer liefert ACE für Halteschrauben mit Gewindedurchmesser von M10 bis M30. Ein radial statt axial dämpfendes Element war gefordert Auch moderne ProgDie-Pressen laufen mit hohen Geschwindigkeiten. Die Problematiken für die zur Endlagendämpfung bislang eingesetzten PU-Federn sind damit ähnlich, die resultierenden Folgen mit Werkzeugschäden, Produktionsausfällen und Reparaturkosten sogar identisch. Ein neues Produkt musste dennoch her, denn die Kräfte der Gasdruckfedern, die hier als federnde Druckstücke fungieren, sind unterschiedlich. Die neuen Dämpfungselemente sitzen auf den Halteschrauben der gefederten Bandführungsleisten oder Hochheber im Werkzeug-Unterteil des Folgeverbundwerkzeugs. Bei dem eigentlichen Pressvorgang werden die gefederten Bandführungsleisten und Hochheber mit dem Blech nach unten gedrückt. Nach dem Pressvorgang werden sie mit dem umgeformten Blech mittels Gasdruckfedern wieder nach oben gedrückt. Der Blechstreifen wird nun automatisch um eine Vorschublänge weiter getaktet. Halteschrauben werden zur Hubbegrenzung für die gefederten Bandführungsleisten und Hochheber eingesetzt. Diese schützen wie bei den Niederhaltern die neuen Dämpfer und machen so die weiteren Arbeitsschritte erst möglich. Auch dieses Dämpfungselement ist ein neuer Zögling der Tubus-Familie von ACE. Bei ihm können ebenfalls Konstrukteure von allen bereits beschriebenen Vorzügen gegenüber PU-Federn profitieren. Die Anwender aller drei Elemente berichten jedoch noch von weiteren Vorteilen. So wird durch die Bank die hohe Flexibilität der Tubus gelobt. In die Form der Dämpfungsstopfen gebracht, wird dieses Maschinenelement bei einem namhaften deutschen Automobilhersteller bereits als Normteil geführt. Außerdem zeigten sich die Ingenieure damit zufrieden, dass ACE bei allen Einsatzfällen als Partner auftrat, der die individuellen Gegebenheiten analysierte und passgenaue Produkte lieferte. So ist bei den Dämpfungsstopfen etwa die Funktion die gleiche wie beim Niederhalterdämpfer. Hier richten sich Anzahl und Größe nach dem Niederhaltergewicht und der Niederhaltergeschwindigkeit. Dennoch war ein neues Produkt gefordert. Denn seitlich im Niederhalter montiert, ergibt sich aus dieser anderen Lage eine andere Art der Dämpfung. Ein radial statt ein axial dämpfendes Element muss in diesem Fall eingesetzt werden. Doch auch dafür konnten die ACE Spezialisten als Basis auf das Material der bewährten Strukturdämpfer der Marke Tubus zurückgreifen, diesen neuen Dämpfungsstopfen daraus entwickeln und als neue Lösung erfolgreich im Markt einführen. Seine Arbeit erledigt der Dämpfungsstopfen genauso zuverlässig wie seine in den anderen Presswerkzeugen eingesetzten Verwandten. Aufgrund seines Erfolges ist dieser Dämpfer bereits in vier verschiedenen Baugrößen erhältlich. Er leistet seinen Beitrag, so dass der Blechstreifen stets durch den Niederhalter, der das Blech hält, fixiert und festgehalten werden kann. Nach dem Pressvorgang fährt das stark beschleunigte Werkzeug-Oberteil nach oben in die Ausgangsposition und nimmt dabei den Niederhalter mit. Auf Grund der hohen Geschwindigkeit prallen die Steckbolzen gegen die Dämpfungselemente, welche radial belastet werden. Die zuvor eingesetzten PU-Elemente konnten dies hingegen nicht leisten, wurden überlastet und waren den hohen Kraftspitzen nicht gewachsen. Sie rissen ein und zerbröselten ebenfalls, mit allen oben bereits beschriebenen drastischen Folgen. Niederhalterdämpfer, Anhebedämpfer und Dämpfungsstopfen haben alle neben ihren anderen Eigenschaften eins gemeinsam: Sie reduzieren zusätzlich den Lärm. Während das bei ihnen jedoch nur eine untergeordnete Rolle spielt, kommt diesem Aspekt bei den Pressendämpfern die entscheidende Bedeutung zu. Dieser Umstand ist ihrem Einsatz in – von Herstellern großer Haushaltsgeräte genutzten – Exzenterpressen geschuldet. Denn die hier erreichten Taktzahlen und Geschwindigkeiten sind deutlich höher als in den Pressen der Automobilindustrie, und daraus resultieren entsprechende Geräuschpegel. Die Anzahl und die Größe der verwendeten Pressendämpfer sind abhängig von der Anzahl, der Baugröße und den Federkräften der Gasdruckfedern. Da die PU-Federn bereits bei den geringeren Kräften der vorangegangenen Einsatzbeispiele überfordert waren, sind sie hier komplett aus dem Spiel. Die Pressendämpfer hingegen können, spielfrei in der Bohrungstasche sitzend, so unterstützt neben dem gewünschten Schutz auch die gewünschte Lärmreduzierung von 91 dB auf 89 dB erzielen. Egal, welche Art von Dämpfung gefragt ist, auf die Produkte von ACE ist Verlass.