Grundlagen des hydraulischen Drucks bei Abkantpressen

Funktionsweise hydraulischer Abkantpressen und Systemkomponenten

Hydraulische Abkantpressen funktionieren nach dem Pascal’schen Gesetz , unter Verwendung von inkompressibler Flüssigkeit, um Kraft zu übertragen und zu verstärken. Das System besteht aus drei zentralen Komponenten:

• Hydraulikpumpe : Erzeugt den Flüssigkeitsfluss, um Druck aufzubauen
• Regelventile : Leitet Öl zu den Aktoren und regelt Druckschwellwerte
• Zylinder : Wandelt hydraulische Energie in lineare Bewegung zur Stangenauslenkung um

Dieses geschlossene Design ermöglicht eine Kraftverstärkung von über 1:100 und erlaubt so das präzise Biegen von dicken Metallen (≥10mm) mit minimalem Kraftaufwand für den Bediener.

Rolle der elektro-hydraulischen Servosysteme bei Präzisionsbiegevorgängen

Moderne Abkantpressen verwenden elektro-hydraulische Servosysteme, die die Pumpenleistung in Echtzeit über CNC-Signale anpassen. Im Gegensatz zu konstant laufenden Pumpen – die 30–40% Energie verschwenden (PrimaPress 2024 Analyse) – bieten servogesteuerte Systeme folgende Vorteile:

1. Passen den Volumenstrom an den Bedarf an und reduzieren so den Energieverbrauch
2. Erreichen eine Positionsgenauigkeit von ±0,01mm durch geschlossene Regelkreise
3. Reagieren auf Druckveränderungen innerhalb von 0,5 Sekunden

Diese Systeme halten Biegekräfte von bis zu 3.000kN aufrecht, minimieren Wärmeentwicklung und verbessern die Energieeffizienz.

Wichtige Maschinenparameter, die Biedruck und Leistung beeinflussen

Die Gewährleistung eines ausgewogenen Verhältnisses dieser Parameter sorgt für eine Kraftschwankung von weniger als 1 % entlang des Pressenstößels, was besonders beim Formen von gehärteten Stählen oder komplexen Bauteilen entscheidend ist.

Kernkomponenten der hydraulischen Druckregelung

Ventile, Pumpen und Zylinder: Funktionen bei der Druckregulierung

Eine ordnungsgemäße hydraulische Druckregelung bedeutet, dass alle Komponenten reibungslos zusammenarbeiten müssen. Die Pumpe wandelt mechanische Energie in hydraulische Leistung um, während die Richtungsventile und Druckregler den Volumenstrom steuern und dafür sorgen, dass der Druck nicht zu hoch wird. Bei den Aktoren wandeln diese den Druck der Flüssigkeit in eine lineare Bewegung um. Heutzutage können proportionale Ventile als Beispiel dienen. Sie regulieren die Fluidmenge je nachdem, in welcher Phase des Biegeprozesses man sich befindet, wodurch sich die Bewegungen gleichmäßiger gestalten lassen, anstatt ruckartig zu sein. Probleme entstehen allerdings, wenn Teile ausfallen. Abgenutzte Pumpendichtungen oder klemmende Ventile können das gesamte System stören, wodurch der Druck instabil wird und die Biegungen jedes Mal falsch ausgeführt werden.

Kraftgleichmäßigkeit und hydraulische Steuermechanismen

Eine gleichmäßige Kraftverteilung über den Presskolben wird durch synchronisierte hydraulische Subsysteme erreicht. Elektro-hydraulische Servosysteme verwenden Druckaufnehmer und geschlossene Regelkreise, um eine Kraftkonstanz von ±1% während des Biegens aufrechtzuerhalten. Diese Präzision verringert die Sprungelastizität (Springback) bei Materialien wie Edelstahl und Aluminium. Wichtige Mechanismen umfassen:

• Druckkompensierte Pumpen, die sich der aktuellen Nachfrage anpassen
• Synchronisationsventile, die eine gleichmäßige Zylinderansteuerung gewährleisten
• Akku­mu­la­to­ren, die den Druck bei schnellen Richtungswechseln stabilisieren

Ohne diese Komponenten werden ungleichmäßige Biegungen und Nacharbeit üblich.

Einfluss von Setup- und Parameteranpassungen auf den Druckausgang

Die ursprüngliche Konfiguration bestimmt die Systemleistung. Die Einstellungen des Druckbegrenzungsventils, die Pumpenverdrängung und die Zylindervorspannung definieren die maximale Druckkapazität. Beispielsweise:

• Eine Erhöhung des Druckbegrenzungsventils um 10% kann die Biegekraft um 8–12% erhöhen
• Übermäßige Vorspannungen erhöhen die Reibung der Dichtungen und verringern die effektive Kraft um 3–5%
• Verunreinigte Filter oder alterndes Öl können Druckabfälle von über 15 % verursachen

Bediener sollten während der Kalibrierung die Anzeigen des Steuerungspanels mit mechanischen Manometern abgleichen, um Sensorabweichungen oder hydraulische Verzögerungen zu korrigieren. Eine ordnungsgemäße Abstimmung stellt die vollständige Nennkraftbereitstellung sicher und schützt die Komponenten vor vorzeitigem Verschleiß.

Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Einstellung des hydraulischen Biegedrucks

Vorbereitung der Biegemaschine für sichere Druckeinstellung

Schalten Sie die Maschine aus und wenden Sie die Verriegelungs-/Kennzeichnungsvorschriften an. Prüfen Sie den Stößel, das Werkzeug und die hydraulischen Anschlüsse auf Schäden. Reinigen Sie die Matrizenflächen, um eine gleichmäßige Kraftübertragung sicherzustellen. Stellen Sie sicher, dass der Hydraulikölstand den Herstellerspezifikationen entspricht – zu wenig Fluid verursacht Kavitation und Druckinstabilität.

Kalibrierung des Biegedrucks mithilfe des Steuerungspanels und der Einstellungen

Um loszulegen, gehen Sie entweder zur CNC-Oberfläche oder zum manuellen Bedienfeld, wo die Materialeigenschaften eingegeben werden müssen. Dazu gehören beispielsweise Dickenmessungen und Zugfestigkeitswerte. Wenn Sie beispielsweise mit 50 ksi Stahl im Vergleich zu 35 ksi Sorten arbeiten, sind etwa 20 % höhere Druckanforderungen zu erwarten. Als Nächstes wird der Ziel-Druckwert eingestellt. Die meisten Bediener bevorzugen die praktischen vorprogrammierten Profile, aber falls erforderlich, funktionieren auch manuelle Berechnungen. Und für alle, die speziell Servohydraulikgeräte bedienen, vergessen Sie nicht, den Druck-Feedback-Modus einzuschalten. Diese Funktion ermöglicht es dem System, die Pumpeneinstellungen automatisch entsprechend den Lastanforderungen während des Betriebs anzupassen.

Einstellen von Druckbegrenzungsventilen und Druckreglern für optimale Leistung

Lokalisieren Sie das Hauptentlastungsventil am Pumpenausgang. Nehmen Sie mit einem Inbusschlüssel schrittweise Anpassungen von 5–10 psi vor, während Sie die Systemanzeige beobachten. Drehen Sie im Uhrzeigersinn, um den Druck zu erhöhen, gegen den Uhrzeigersinn, um ihn zu reduzieren. Bei Zweitankpumpensystemen gleichen Sie die Druckverhältnisse beider Kreisläufe mit einem kalibrierten digitalen Manometer auf eine Abweichung von weniger als 3% ab.

Anpassung der Arbeitsgeschwindigkeit durch Ventilregulierung

Stellen Sie die Stromregelventile ein, um die Geschwindigkeit des Stößels zu regulieren – entscheidend für gleichmäßige Biegevorgänge. Für ¼" Stahl reduzieren Sie die Abwärtsbewegungsgeschwindigkeit um 15–20% im Vergleich zu Aluminium, um den stärkeren Federungseffekt auszugleichen. Bestätigen Sie die Koordination von Geschwindigkeit und Druck durch Testbiegungen von 90° und 135° an Ausschussmaterial.

Überprüfung der Druckeinstellungen mithilfe von Systemanzeigen und Manometern

Nach Anpassungen drei Luftbiegungen an Prüfstreifen durchführen, die dem Produktionsmaterial entsprechen. Die Winkel mit einem Präzisionswinkelmesser (±0,1° Toleranz) messen und den Druck entlang der Hubpositionen überwachen. Bei Servohydraulik-Systemen sicherstellen, dass der Druck während des gesamten Zyklus innerhalb von ±2 % der Sollwerte bleibt.

Prüfung und Validierung von Druckeinstellungen auf Genauigkeit

Durchführung von Testbiegungen zur Bestätigung der Druckkonstanz

Beginnen Sie mit einigen Testbiegungen an Verschnittmaterial, das dieselbe Dicke und Legierungszusammensetzung aufweist wie das Material, das später in der eigentlichen Produktion verwendet wird. Achten Sie darauf, wie stabil der Druck während dieser Tests bleibt, indem Sie regelmäßig die Druckmessgeräte des Systems überprüfen. Vergleichen Sie die Ergebnisse mit unseren Standard-Kalibrierungswerten, um frühzeitig Abweichungen festzustellen. Es ist sinnvoll, Tests bei etwa 25 %, zur Hälfte bei 50 % und schließlich bei voller Kapazität mit 100 % des gewünschten Druckniveaus durchzuführen, da dies Probleme aufzeigen kann, wie beispielsweise verschlissene Pumpen oder Ventile mit zu langsamer Reaktionszeit. Falls deutliche Abweichungen von den erwarteten Messwerten auftreten, sollten diese ordnungsgemäß gemäß ISO 17025-Richtlinien dokumentiert werden, um sicherzustellen, dass alles innerhalb der akzeptablen industriellen Toleranzen bleibt, üblicherweise plus oder minus etwa 1,5 %.

Bewertung der Biegequalität und Krafteinheitlichkeit nach der Einstellung

Überprüfen Sie die Konsistenz des Biegewinkels entlang der gesamten Stößelänge mit Präzisionswinkelmessgeräten. Federnde Differenzen von mehr als 0,5° deuten auf ungleichen Druck von falsch konfigurierten Proportionalventilen oder Synchronisationsfehler hin. Bestätigen Sie die Kraftgleichmäßigkeit durch drei aufeinanderfolgende Biegevorgänge unter identischen Einstellungen – Druckschwankungen von mehr als 3 % zeigen an, dass eine Überprüfung des Hydraulikkreises erforderlich ist.

Feinabstimmung des Drucks basierend auf Echtzeit-Biegefeedback

Verwenden Sie die CNC-Oberfläche, um Mikroanpassungen (5–10 bar Schritte) vorzunehmen, während Sie das Feedback der Dehnungsmessstreifen beobachten. Fortgeschrittene Systeme können den Druck während laufender Produktion optimieren und somit Materialhärteschwankungen ausgleichen. Speichern Sie die optimierten Einstellungen im Maschinenspeicher; dies reduziert gemäß Studien zur Fertigungseffizienz aus 2023 die Rüstzeiten für Wiederholungsaufträge um 18–22 %.

Fehlerbehebung bei häufigen Problemen mit Hydraulikdruck

Diagnose der Ursachen ungleichmäßiger Biegungen bei hydraulischen Pressbremsen

Wenn wir ungleichmäßige Biegungen feststellen, liegt dies meist daran, dass der hydraulische Druck einfach nicht stabil genug ist. Es gibt mehrere Ursachen für dieses Problem. Die Werkzeuge könnten im Laufe der Jahre verschlissen sein, oder möglicherweise sind die Biegebacken nicht mehr richtig ausgerichtet. Manchmal stimmt auch die Kalibrierung nicht mehr. Unglaublich, aber wahr: Schon eine Abweichung von nur 0,1 mm in der Die kann erhebliche Probleme verursachen und die Präzision in diesen hochmodernen Servosystemen nahezu halbieren. Wer herausfinden möchte, was schiefgelaufen ist, sollte zunächst mit Lasermessgeräten überprüfen, ob der Stößel parallel läuft, und gleichzeitig die Werkzeuge auf ungleichmäßige Abnutzungsspuren hin untersuchen. Nach Angaben einiger in der Industrie kursierender Studien gehen mehr als zwei Drittel solcher unkontrollierter Biegeprobleme tatsächlich auf Schwankungen in der Flüssigkeitsviskosität zurück. Temperaturschwankungen während des Tages oder altes, abgenutztes Öl verändern die Viskosität und bringen somit alles aus dem Gleichgewicht.

Behebung von Druckverlustproblemen: Pumpen, Ventile und Verstopfungen

Druckverlust kann typischerweise auf folgende Ursachen zurückgeführt werden:

1. Pumpenschäden : Verdrängungsvolumen anhand der Spezifikationen überprüfen
2. Ventilfehlfunktionen : Proportionale Magnetventile auf Ansprechverhalten testen
3. Strömungsbeschränkungen : Saugleitungen auf eingeklemmte Schläuche prüfen, besonders in kalten Umgebungen (<10 °C)

Bevor Komponenten ausgetauscht werden, das System dreimal von 0–100 % Druck durchlaufen lassen, um mögliche Luftansammlungen zu beseitigen.

Hydraulische Lecks und Probleme mit der Systemintegrität identifizieren

Interne Lecks, die oft erscheinen als:

• Rammdrift über 0,5 mm/min (Hinweis auf Dichtungsversagen)
• Längere Zykluszeiten trotz gleichbleibender Presskraft
• Öltemperaturen über 140°F

Infrarot-Thermografie verwenden, um überhitze Ventile oder Zylinder zu erkennen – eine Temperaturdifferenz von 15°F zwischen benachbarten Komponenten kann Leckagen aufzeigen. Bei kritischen Verbindungen Ultraschall-Detektoren einsetzen, die Lecks von bis zu 0,1 GPM identifizieren können.

FAQ

Wie funktionieren hydraulische Abkantpressen?

Hydraulische Abkantpressen arbeiten nach dem Pascalschen Gesetz und nutzen inkompressibles Fluid, um Kraft zu übertragen und zu verstärken. Wesentliche Komponenten sind eine Hydraulikpumpe, Steuerventile und Zylinder für eine effektive Funktion.

Wie verbessern elektro-hydraulische Servosysteme die Präzision beim Abkanten?

Elektro-hydraulische Servosysteme regeln die Pumpenleistung in Echtzeit über CNC-Signale, reduzieren den Energieverbrauch und erreichen eine hohe Positionsgenauigkeit durch geschlossene Regelkreise.

Welche Faktoren beeinflussen den Biegedruck bei hydraulischen Abkantpressen?

Wichtige Parameter, die den Biegedruck beeinflussen, umfassen die Pumpenverdrängung, die Einstellungen des Sicherheitsventils, die Hubgeschwindigkeit und die Ölviskosität. Eine korrekte Abstimmung dieser Faktoren gewährleistet eine gleichmäßige Kraftverteilung und optimale Leistung.

Wie kann ich Druckprobleme im Hydrauliksystem beheben?

Häufige Probleme wie ungleichmäßige Biegungen können durch instabilen Hydrualikdruck entstehen. Die Überprüfung auf verschlissene Werkzeuge, falsch ausgerichtete Matrizen oder Abweichungen bei der Kalibrierung kann helfen, diese Probleme zu beheben.