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BSc in MaschinentechnikBIBEBUVAEntwicklung einer elektrischen QuerpresseinheitMechatronik / Betreuer: Markus ZimmermannExperte: Peter KnobelProjektpartner: Osterwalder AG, LyssSind präzise und hochkomplexe Bauteile in hohen Stückzahlen gefordert, so können diese mittels Pulverpressenwirtschaftlich hergestellt werden. Der aktuelle Trend in der Pulvermetallurgie distanziert sich vonhydraulischen Antrieben und geht hin zu Elektroantrieben. Die stark tiefere Leistungsdichte von Elektroantriebenstellt die Hersteller von Pulverpressen vor grosse Herausforderungen. Bei gleichbleibendemBauraum müssen Pressen entwickelt werden, welche die gewohnt hohe Produktionsleistung und Qualitätsicherstellen.ProblemstellungDie Osterwalder AG in Lyss entwickeltund fabriziert Pulverpressen.Für das Herstellen von Sinterteilenmit Hinterschneidungenoder Querlöchern benötigt dieMaschine zusätzliche Module, die90° zur Hauptpressrichtung angeordnetsind. Diese sogenanntenQuerpressmodule werden heutehydraulisch betrieben. Aufgrundvon neuen, rein elektrischen Pulverpressenentstand das Bedürfnis,die Querpresseinheit ebenfallselektrisch zu betreiben. Die Notwendigkeiteines Aggregats entfälltdadurch. Zudem ist die Regelungder Elektromotoren um einVielfaches besser als die eineshydraulischen Antriebs.QuerpressmodulZielsetzungZiel war es, eine elektrisch betriebeneQuerpresseinheit zu entwickeln,welche die bisherige hydraulischeLösung ersetzt. ImRahmen der Bachelorthesis wurdenverschiedene Konzepte verglichenund weiterentwickelt. Dievielversprechendste Variante wurdedanach ausgewählt und detailliert.ErgebnisDie ausgearbeitete Variante derQuerpresseinheit übersetzt dieKraft mittels Hebelgelenk auf eineSpindel. Angetrieben wird dieSpindel über einen Schrittmotor.Dank dem exponentiellen Übersetzungsverhältnisist die Einheitfähig, auf kleinstem Raum hoheKräfte zu erzeugen und dennochdie hohen Verfahrgeschwindigkeitenbereitzustellen.Der erarbeitete Entwurf erfüllt bisauf wenige Einschränkungen alleAnforderungen. Der modulare Aufbauder Querpresseinheit erlaubtes, die Anzahl an Achsen frei zu Michael Sollbergerdefinieren. Die Einheit kann eine michael_sollberger@hotmail.comLängsverschiebung bei gleichzeitigerQuerverschiebung ausführen.Dies war mit dem bisherigenModul nicht möglich. Die Lagerstellenund Führungen sind so gewählt,dass sie die Regelung minimalbeeinträchtigen. Erreichtwurde dies, indem ein kleinstmöglicherUnterschied zwischen HaftundGleitreibung sowie eine möglichstspielfreie Übersetzungangestrebt wurde. Mit dem eingesetztenSchrittmotor können Positionenim Mikrometerbereich angefahrenwerden. Aufgelöst wirdder Presshub über ein Längenmesssystemdirekt am Stempelhalter.Die Produktionskostenkonnten gegenüber dem hydraulischenModul um 1000 CHF gesenktwerden. Grund dafür ist derhohe Anteil an Ankaufsteilen.Trotz einer durchschnittlich fünfmaltieferen Leistungsdichte derElektrik gegenüber der Hydraulik,konnte eine kompakte und funktionsfähigeQuerpresseinheit entwickeltwerden, die in die Pulverpresseeingebaut werden kann.ti.bfh.ch229