Schlagkraft

Die Schlagkraft ist die maximale Druckkraft, die ein Mehrstufenpressautomat während des Umformhubs an der Gesenkfläche aufbringen kann. Sie ist die wichtigste Kenngröße bei der Beurteilung, ob eine Maschine ein bestimmtes Bauteil fertigen kann, und wird stets in metrischen Tonnen (t) oder Kilonewton (kN) angegeben.

1 metrische Tonne Umformkraft ≈ 9,81 kN

Was bestimmt die erforderliche Schlagkraft?

Die zum Kaltumformen eines Bauteils erforderliche Kraft hängt von vier primären Faktoren ab:

1. Fließspannung des Werkstoffs

Jedes Metall widersetzt sich der plastischen Verformung mit einer charakteristischen Kraft pro Flächeneinheit — der Fließspannung (σ_f), angegeben in N/mm² oder MPa. Höherfeste Werkstoffe erfordern bei gleicher Geometrie eine größere Umformkraft. Draht mit einer Zugfestigkeit von 600 N/mm² — dem Standardwert für die Maschinenspezifikationen von Manzoni — erfordert wesentlich mehr Kraft als Draht mit 300 N/mm².

2. Querschnitt und Volumen des Bauteils

Je größer der zu formende Querschnitt, desto größer die erforderliche Gesamtkraft. Die Schlagkraft skaliert näherungsweise mit der Fläche der Stempelfläche, die mit dem Werkstoff in Kontakt steht.

3. Operationstyp

Verschiedene Operationen haben unterschiedliche Kraftanforderungen:

• Stauchen (offen): geringere Kraft, das Material fließt frei nach außen
• Stauchen (geschlossen): höchste Kraft — das Material muss eine begrenzte Kavität vollständig ausfüllen
• Vorwärtsfließpressen: moderate Kraft, abhängig von der Querschnittsreduzierung
• Rückwärtsfließpressen: hohe Kraft, insbesondere bei tiefen Löchern

4. Anzahl gleichzeitig aktiver Stationen

Bei einem Mehrstufenpressautomaten werden alle aktiven Stationen in einem einzigen Hub gleichzeitig geformt. Die Gesamtschlagkraft ist die Summe der Kräfte aller Stationen. Wenn fünf Stationen jeweils 50 t erfordern, muss die Maschine mindestens 250 t liefern — zuzüglich einer Sicherheitsreserve.

Manzoni-Maschinenprogramm

Baureihe	Max. Draht-Ø	Schlagkraft
MA	8 mm	70 t
MB	11 mm	100 t
MC	20 mm	200 t
ME	33 mm	650 t
MF	42 mm	700 t

Unterdimensionierung vs. Überdimensionierung

Unterdimensionierung (Maschine zu klein für das Bauteil): Die Maschine kommt zum Stillstand, verlangsamt sich, oder das Bauteil wird nicht vollständig geformt. Werkzeuge können beschädigt werden. Der Motor hat Mühe, zwischen den Hüben ausreichend Energie bereitzustellen.

Überdimensionierung (Maschine deutlich zu groß): Die Maschine arbeitet unterhalb ihrer Kapazität, was grundsätzlich unschädlich ist, aber unnötige Investitionskosten und einen höheren Energieverbrauch pro Bauteil bedeutet.

Korrekte Auslegung bedeutet die Auswahl der kleinsten Maschinenbaureihe, die die erforderliche Schlagkraft mit einer angemessenen Sicherheitsreserve (typischerweise 20–30 % Puffer) abdeckt.

Die Rolle des Vektormotors

Bei Manzoni-Maschinen überwacht der Doppel-Encoder-Vektormotor mit Drehmomentregelung das Drehmoment während des gesamten Umformhubs in Echtzeit. Dies ermöglicht der Maschine, Überlastzustände zu erkennen, bevor Schäden entstehen, und Leistung nur dann bereitzustellen, wenn sie benötigt wird — was zu Energieeinsparungen von bis zu 50 % im Vergleich zu konventionellen Motoren mit Festdrehzahlantrieben führt.