Hydrauliksysteme in einer Zylinderherstellungsmaschine dienen in erster Linie dazu, die hohen Kräfte zu erzeugen und zu steuern, die beim Tiefziehen, Pressen, Umformen, Kalibrieren und bestimmten Materialhandhabungsvorgängen erforderlich sind. Ein typisches System umfasst ein Hydraulikaggregat, Zylinder, Steuerventile, Filter, Sensoren, Rohrleitungen und ein Steuersystem.
Allerdings besteht eine Produktionslinie für Gasflaschen aus vielen verschiedenen Maschinen, und nicht jede Maschine wird hydraulisch angetrieben. Schweißmaschinen, Wärmebehandlungsöfen, Strahlmaschinen und Förderbänder verwenden stattdessen häufig elektrische, Servo- oder Pneumatiksysteme.
Das Verständnis dieser Unterscheidung hilft Flaschenherstellern, die richtige Ausrüstung auszuwählen, den Energieverbrauch zu bewerten und die Wartung genauer zu planen.
Warum werden hydraulische Systeme bei der Herstellung von Gasflaschen verwendet?
Die Herstellung einer geschweißten Stahlgasflasche erfordert eine kontrollierte Verformung von Stahlscheiben oder Blechkomponenten. Beim Tiefziehen und anderen Umformvorgängen muss die Ausrüstung eine große Kraft aufbringen und gleichzeitig die Geschwindigkeit, Position und den Druck des Stößels kontrollieren.
Hydrauliksysteme sind für diese Arbeiten besonders geeignet, da sie Folgendes bieten können:
- Hohe Umformkraft in einer relativ kompakten Maschine
- Einstellbarer Druck während des gesamten Arbeitszyklus
- Kontrollierte Anfahr-, Press- und Rücklaufgeschwindigkeiten
- Überlastschutz durch Druckkontrollvorrichtungen
- Stabile Kraft über den Arbeitshub
- Integration mit SPS, Drucksensoren und Positionsgebern
Die erforderliche Presskraft lässt sich nicht allein aus dem Zylinderinhalt ermitteln. Dies hängt von Faktoren wie Stahlsorte, Rohlingsdurchmesser, Materialstärke, Ziehtiefe, Werkzeuggeometrie, Reibung und der Anzahl der Ziehstufen ab.
Aus diesem Grund sollte sich die Auswahl einer hydraulischen Presse am Zieh- und Umformprozess der fertigen Flasche orientieren und nicht einfach an Beschreibungen wie „Maschine für 12-kg-LPG-Flaschen“ oder „Produktionslinie für 50-l-Flaschen“.
Wie funktioniert ein hydraulisches System?
Ein Hydrauliksystem überträgt Kraft durch unter Druck stehende Flüssigkeit, normalerweise Hydrauliköl.
Ein Elektromotor treibt die Hydraulikpumpe an, die Öl aus dem Behälter ansaugt und den Kreislauf mit Öl versorgt. Wenn der Aktuator auf Widerstand stößt, steigt der Systemdruck. Wege-, Druck- und Stromregelventile regeln, wohin das Öl fließt, wie viel Kraft der Aktuator entwickelt und wie schnell er sich bewegt.
Der grundsätzliche Arbeitsablauf einer hydraulischen Umformpresse ist im Allgemeinen:
1. Der Motor treibt die Hydraulikpumpe an.
2. Die Pumpe liefert Öl aus dem Behälter.
3. Steuerventile leiten das Öl zum gewünschten Aktuator.
4. Der Hauptzylinder bewegt den Pressschlitten oder Stößel.
5. Der Systemdruck steigt, wenn das Werkzeug das Werkstück berührt und formt.
6. Sensoren liefern Druck- und Positionsrückmeldungen an das Steuersystem.
7. Die Ventile kehren den Ölfluss um und führen den Stößel nach dem Umformzyklus zurück.
Genauer gesagt könnte man sagen, dass eine Pumpe einen hydraulischen Fluss erzeugt, statt direkt „Druck zu erzeugen“. Druck entsteht, wenn dieser Fluss auf den Widerstand der Last, des Werkzeugs oder des Aktuators trifft.
Welche Zylinderherstellungsmaschinen verwenden üblicherweise Hydraulik?
Abhängig von der Maschinenkonstruktion können hydraulische Systeme in den folgenden Geräten vorkommen.
Hydraulische Tiefziehpresse
Dies ist die wichtigste hydraulische Anwendung in einer Produktionslinie für geschweißte Gasflaschen.
Die Presse formt einen Stahlrohling zu einer Zylinderhälfte, einem Mantel oder einer Kuppel. Abhängig von der Zylinderkonstruktion und dem Ziehverhältnis kann der Umformprozess eine oder mehrere Ziehstufen erfordern.
Das System muss Hauptstößel, Blechhalter und ggf. Ziehkissen koordinieren. Die richtige Abstimmung beeinflusst die Wandstärkenverteilung, den Oberflächenzustand, die Maßhaltigkeit und die Fehlervermeidung.
Zuschneide-, Bördel- und Formatausrüstung
Einige Besäum-, Kantenform-, Bördel- oder Kalibriermaschinen verwenden Hydraulikzylinder, um Vorschub, Klemm- oder Formkraft bereitzustellen. Andere Konstruktionen nutzen mechanische oder servoelektrische Antriebe.
Der Antriebstyp sollte daher anhand der tatsächlichen Maschinenspezifikation bestätigt und nicht anhand des Prozessnamens angenommen werden.
Maschinen zum Formen von Schutzringen und Fußringen
Mit hydraulischen Pressen können Zylinderschutzvorrichtungen, Fußringe und zugehörige Komponenten gestanzt oder geformt werden. Die erforderlichen Werkzeuge und Kräfte hängen von der Bauteilgeometrie, der Stahldicke und der Produktionsrate ab.
Was sollten Käufer bei der Bewertung eines Hydrauliksystems beachten?
Vor dem Kauf einer Maschine zur Herstellung von Hydraulikzylindern sollten Käufer mehr als nur die Nennlast der Presse prüfen.
Wichtige Fragen sind:
1. Wie hoch sind der maximale Arbeitsdruck und die Nennpresskraft?
2. Wie wurde die erforderliche Kraft für den angegebenen Zylinder berechnet?
3. Verfügt die Presse über eine unabhängige Regelung der Blechhalterkraft?
4. Sind Druck, Position und Geschwindigkeit programmierbar?
5. Welche Pumpen- und Ventiltechnologien werden eingesetzt?
6. Welche Filter- und Kühlausrüstung ist im Lieferumfang enthalten?
7. Werden Druck- und Positionsdaten angezeigt oder aufgezeichnet?
8. Welche Sicherheitsvorrichtungen verhindern unkontrollierte Bewegungen und Überdruck?
9. Sind Ersatzdichtungen, Filter, Pumpen und Ventile vor Ort erhältlich?
10. Kann der Lieferant den Umformprozess mit dem Material und den Werkzeugen des Käufers demonstrieren?
Auch die gesamte hydraulische Auslegung sollte den einschlägigen Maschinensicherheitsanforderungen entsprechen. ISO 4413 legt allgemeine Regeln und Sicherheitsanforderungen für hydraulische Fluidtechniksysteme fest, die in Maschinen verwendet werden, und deckt Überlegungen zu Design, Konstruktion, Betrieb und Wartung ab. ISO 4413:2010
Wie sollte ein Hydrauliksystem gewartet werden?
Ein praktisches vorbeugendes Wartungsprogramm sollte Folgendes umfassen:
- Ölstand und Temperatur prüfen
- Prüfen von Schläuchen, Rohren und Armaturen auf Undichtigkeiten oder Beschädigungen
- Überwachung der Filterzustandsindikatoren
- Austausch von Filterelementen je nach Zustand und Serviceanforderungen
- Probenöl für Reinheit, Viskosität und Wasserverschmutzung
- Zylinderstangen und Dichtungen prüfen
- Überprüfen Sie ungewöhnliche Pumpengeräusche, Vibrationen oder Kavitation
- Überprüfung der Druckeinstellungen und Sensorkalibrierung
- Ölabfüllgeräte und Behälter sauber halten
- Aufzeichnung wiederkehrender Alarme, Leckagen und Druckabweichungen
Die Wartung sollte gemäß den Anweisungen des Geräteherstellers durchgeführt werden. Vor Wartungsarbeiten muss der gespeicherte Hydraulikdruck sicher abgelassen und die Maschine gegen unerwartete Bewegungen gesichert werden.
Abschluss
Das Hydrauliksystem ist ein zentraler Bestandteil der Hochkraft-Umformausrüstung, die bei der Herstellung von Gasflaschen verwendet wird, insbesondere der Tiefziehpresse. Seine Leistung hängt vom koordinierten Betrieb von Pumpe, Zylindern, Ventilen, Filtersystem, Sensoren und SPS ab – und nicht nur vom maximalen Druck oder der Motorleistung.
Gleichzeitig ist eine komplette Zylinderproduktionslinie nicht vollständig hydraulisch. Schweiß-, Wärmebehandlungs-, Strahl-, Förder- und Inspektionsgeräte können unterschiedliche Antriebstechnologien verwenden. Wenn Hersteller richtig erkennen, wo Hydraulik benötigt wird, können sie bessere Entscheidungen über Produktionskapazität, Energieverbrauch, Wartung und Ersatzteile treffen.
Wenn Sie eine Zylinderherstellungsmaschine spezifizieren, teilen Sie dem Lieferanten die Zylinderzeichnung, die Materialqualität, die Wandstärke, die Rohlingsabmessungen, den geltenden Herstellungsstandard, die erforderliche Leistung und den gewünschten Automatisierungsgrad mit. Diese Eingaben sind für die Auswahl des Pressenaufbaus, der hydraulischen Kapazität und des Umformprozesses erforderlich.
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