Weggebundene Pressen

Bei den weggebundenen Pressen ist der Weg des Maschinenstößels (Bär) durch die Kinematik des Hauptgetriebes der Maschine festgelegt. Der Antrieb der Presse erfolgt über einen Elektromotor, welcher ein Schwungrad antreibt. Dieses Schwungrad gibt die Energie über eine Kupplungs- / Bremskombination an das Hauptgetriebe ab. Der Energiebedarf für ein Arbeitsspiel wird zum größten Teil aus der Energie des Schwungrades gedeckt. Weggebundene Pressen werden laut DIN so ausgelegt, dass die Nennkraft ${\displaystyle F_{\text{N}}}$ bei einem Kurbelwinkel von 30° vor dem unteren Totpunkt (UT) anliegt. Je weiter man sich Richtung 0° Kurbelwinkel bewegt, desto größer wird die zur Verfügung stehende Kraft. Da bei einem Kurbelwinkel von 0° die Kraft praktisch über alle Grenzen wachsen könnte, benötigen diese Maschinen eine Überlastsicherung. Je nach Art des Hauptgetriebes können weitere Unterscheidungen getroffen werden. Dort wird zwischen Pressen mit Kurvengetrieben und Pressen mit Kurbelgetrieben unterschieden. Von größerer technischer Bedeutung sind jedoch Maschinen mit Kurbelgetrieben.

Energiegebundene Pressen

Dies ist die älteste Bauart von Pressen. Sie wurde als Erstes entwickelt und eingesetzt. Das Arbeitsvermögen dieses Maschinentyps hängt nur von der Masse und der Geschwindigkeit, mit welcher die Masse auf das Werkstück trifft, ab. Die gesamte gespeicherte Energie wird bei jedem Arbeitsspiel vollständig umgesetzt. Die spezifische Kenngröße der arbeitsgebundenen Maschine ist ihre Arbeitsenergie, die zu Anfang der Umformoperation in der Maschine gespeichert ist.

Kraftgebundene Pressen

Kraftgebundene Pressen arbeiten heute nach dem hydrostatischen Prinzip. Vorläufer sind z. B. Keilpressen. Bei hydrostatischen Pressen wird die im Druckmedium gespeicherte Energie mit Hilfe von Zylindern in mechanische Energie umgewandelt. Ebenso wie weggebundene Pressen benötigen auch diese Maschinen eine Überlastsicherung um eine Beschädigung der Maschine zu vermeiden. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal stellt die Art des Antriebs dar.

C-Gestell

Diese Gestellbauart wird überwiegend bei kleinen bis mittleren Pressen eingesetzt. Grundsätzlich muss zwischen zwei Grundarten unterschieden werden: C-Gestell in Einständerbauweise und C-Gestell in Doppelständerbauweise. Letzteres bietet eine erhöhte Steifigkeit, was sich positiv auf die Qualität der gefertigten Teile auswirkt.

O-Gestelle

Anders als C-Gestelle eignet sich diese Gestellform für Pressen aller Größen. Hier kann zwischen Gestellen in Zweiständerbauform und Gestellen in Säulenbauform unterschieden werden. Bei ersterer Form besteht das Gestell aus einem einzigen Gussblock. Säulengestelle sind in der Regel mehrteilig ausgeführt und über Zuganker vorgespannt. Diese Zuganker verhindern das Auftreten von Lücken zwischen den einzelnen Bauteilen, infolge der Zugbelastung des Gestells während des Umformvorgangs.

Gestellwerkstoffe

Die Ausführung der Gestelle erfolgt in verschiedenen Werkstoffen. Früher wurden Gestelle meist aus Grauguss oder Stahlguss hergestellt. In der jüngeren Vergangenheit kommen immer mehr Pressen mit Stahlblechschweißkonstruktion zum Einsatz. Grauguss besitzt neben den Vorteilen einer hohen Schwingungsdämpfung und guten Gießeigenschaften aber die großen Nachteile eines niedrigen E-Moduls und einer niedrigen Verschleißfestigkeit. Im Gegensatz dazu hat Stahlguss einen deutlich höheren E-Modul. Jedoch ist die Bearbeitung von Stahlguss wesentlich aufwändiger als jene von Grauguss. Den höchsten E-Modul und somit höchste Steifigkeit bieten jedoch Schweißkonstruktionen aus Stahlblech. Diese wiederum besitzen jedoch nur geringe Dämpfungseigenschaften und benötigen meist Verrippungen um die maximale Steifigkeit zu erzielen. Stahlgestelle haben wegen der Verwendung des Werkstoffs Stahl die unangenehme Eigenschaft Schwingungen nicht hinreichend zu dämpfen. Bei Gussgestellen bestimmter Gusssorten (Grauguss z. B. EN-GJL300, früher GG 30, Kugelgraphitguss z. B. EN-GJS500, früher GGG 50) kann die niedrige Belastbarkeit auf Zug, die bei diesen Werkstoffen zu beobachten ist, dadurch kompensiert werden, dass man die Gestelle durch Zuganker aus Stahl vorspannt. Das sind Stangen mit hinreichendem Querschnitt, die wie sehr große Schrauben zu betrachten sind und die durch die Holme der Presse geführt werden. Die müssen bei unbelasteter Presse kräftig angezogen werden. Die tragenden Bauteile des Pressengestells stehen im unbelasteten Zustand dadurch unter Druckspannungen. Die o. g. Gusssorten können Druckspannungen hinreichend gut vertragen. Arbeitet die Presse, bauen die entstehenden Arbeitskräfte die Druckspannungen teilweise oder auch ganz ab. Dadurch wird erreicht, dass auch Gussgestelle in Pressen verbaut werden können. Der geringen Verschleißfestigkeit von Gussgestellen wird dadurch entgegengewirkt, dass alle führenden Oberflächen durch entsprechend gehärtete Stahlschienen erzeugt werden, die mit dem Gestell verbunden sind.

Kraft- und Energiekenngrößen

Formelzeichen	Erläuterung / Beschreibung
${\displaystyle F_{\text{St}}\,}$	Stößelkraft, wird von Maschine zu jedem Zeitpunkt des Vorgangs zur Verfügung gestellt
${\displaystyle F_{\text{N}}\,}$	Nennkraft, Kraft, welche für die Auslegung der Maschine maßgebend ist
${\displaystyle F_{\text{Prell}}\,}$	Prellkraft, Kraft, welche bei höchster Auftreffgeschwindigkeit erzeugt wird (nur bei arbeitsgebundenen Maschinen)
${\displaystyle E_{\text{M}}\,}$	Arbeitsvermögen der Presse
${\displaystyle E_{\text{N}}\,}$	Nennarbeitsvermögen, Arbeitsvermögen, das für ein Arbeitsspiel maximal zur Verfügung steht

Zeitkenngrößen

Formelzeichen	Erläuterung / Beschreibung
${\displaystyle t_{\text{H}}\,}$	Hubfolgezeit, Zeit, bis die Maschine für nächsten Hub bereit ist
${\displaystyle n_{\text{H}}\,}$	Hubzahl, Schlagzahl, Kehrwert von ${\displaystyle t_{\text{H}}\,}$
${\displaystyle v_{\text{St}}\,}$	Stößelgeschwindigkeit

Genauigkeitskenngrößen

	Erläuterung / Beschreibung
Unbelastete Maschine	Ebenheit und Parallelität der Werkzeugaufspannflächen, Rechtwinkligkeit der Stößelbewegung zur Tischfläche
Belastete Maschine	${\displaystyle c_{\text{Z}}\,}$ Steifigkeit in Arbeitsrichtung
	${\displaystyle c_{\text{kA}}\,}$ Kippsteifigkeit
	${\displaystyle V_{\text{gesX}}\,}$ und ${\displaystyle V_{\text{gesY}}\,}$ Versatz senkrecht zur Arbeitsrichtung

Sicherheit

Bei gewerblich eingesetzten kraftbetriebenen Pressen in Deutschland ist eine jährliche Sicherheitsüberprüfung nach UVV-Prüfung (nach Richtlinien der Berufsgenossenschaften) in Verbindung mit den VDE-Vorschriften vorgeschrieben. Das Tragen einer Schutzbrille bei der gewerblichen Bedienung ist Voraussetzung ordnungsgemäßen Betriebs.

Die Unfallverhütungsvorschriften (Schutzgitter, Zweihandbedienung, Lichtvorhänge und Ähnliches) wurden im Laufe der Jahrzehnte ständig weiterentwickelt und präzisiert. Hierdurch ist die Anzahl der Unfälle mit Pressen erheblich gesenkt worden.