DRUCKSTOSS-EFFEKT: NEUE TECHNOLOGIEN ZUR VERMEIDUNG AN HYDRAULIKPRESSEN

Der vorliegende Artikel handelt von Druckstößen und wie ihr Auftreten bei Hydraulikpressen verhindert werden kann. Gemäß Definition handelt es sich beim “Druckstoß”-Effekt (Joukowsky-Stoß) um ein Phänomen, bei dem aufgrund plötzlicher Geschwindigkeitsänderungen in einem Fluidum plötzlich eine Druckwelle entsteht und mit Schallgeschwindigkeit im Leitungssystem übertragen wird. Dieser Druckstoß-Effekt ist in keiner Maschine erwünscht, da er Schwingungen, einen abrupten Druckanstieg und plötzlich auftretende Kräfte in den Leitungen und Mechanismen verursacht.Auch entstehen Vibrationen und der Lärmpegel steigt.

Seit jeher kennt man die zerstörerische Wirkung eines satten Schlages, denn ein plötzlich auftretender Stoß entwickelt um sehr viel größere Kräfte als dies Eigenkräfte vermögen. Hydraulikpressen arbeiten nach dem Prinzip, dass unter Druck stehendes Öl einen oder mehrere Arbeitszylinder antreibt. Das anstehende Öl betätigt die Zylinderkolben und diese treiben den Stößel mit dem Werkzeug an. Da moderne Pressen verschiedene Arbeitsweisen und hohe Geschwindigkeiten aufweisen müssen, ist der Ölfluss freilich alles andere als gleichmäßig und träge. Die Komplexität und der Verlauf der Rohrleitungen, die Funktionsweise der Pumpen und Ventile, die Beschleunigungs- und Bremsmomente je nach programmiertem Arbeitszyklus, etc. führen zu einem Ölfluss, der ständig aktiviert bzw. unterbrochen wird.

Grundlegende konstruktive Maßnahmen zur Vermeidung von Druckstößen an Hydraulikpressen

Fagor Arrasate stattet seine Hydraulikpressen mit einem Maßnahmenpaket aus, welches Druckstöße verhindert. Da eine solche Maschine eine Lebensdauer von mehreren Jahrzehnten hat und die Umstände oft nicht vorhersehbar sind, sind Druckstöße und mögliche Auswirkungen in jedem Fall weitestgehend zu verhindern. Folgende Maßnahmen werden hierfür getroffen:

• Einsatz flexibler Schläuche, wo immer es die Norm erlaubt.
• Einsatz von Logikbausteinen mit mechanischer Regelung.
• Einsatz von gedämpften Logikbausteinen.
• Progressives Bremsen des Stößels.
• Progressive Druckentladung.
• Auslegung der Hydraulikblöcke für integrierte Einspritzung.
• Korrekte Anbringung von Rohrschellen und Halterungen.
• Konzeption der Hydraulikanlage in 3D zur Optimierung des Leitungsverlaufs.

Schließlich überprüft Fagor Arrasate im Rahmen der Inbetriebnahme die Ausrüstung mit einem Hochleistungs-SCADA. Es dient der perfekten Einstellung der Hydraulik, damit die Maschine unser Haus nicht mit Druckspitzen verlässt, die künftig zu Problemen führen können, sondern einwandfrei erprobt und eingestellt ist.