Große Werkzeugmaschinen sowie Universal-Fräs- und Bohrmaschinen sind mit speziellen elektrohydraulischen Systemen ausgestattet. Diese Systeme gleichen das Gewicht des Schlittens und der Spindel während der vertikalen Verfahrbewegungen aus und ermöglichen so der elektromechanischen Antriebseinheit eine reibungslose und präzise Bewegungssteuerung.
Für den Gewichtsausgleich kommen in der Regel zwei verschiedene hydraulische Lösungen zum Einsatz: aktiver Kreislauf mit Aggregat oder geschlossener Kreislauf mit Speichern.
Hydraulikzylinder für Fräsmaschinen
Durch den Einsatz von G9-Dichtungen in Verbindung mit fortschrittlichen Hydrauliksystemlösungen
ergeben sich entscheidende Vorteile zur Vermeidung des Stick-Slip-Effekts
Der Stick-Slip-Effekt kann die Leistung von Werkzeugmaschinen beeinträchtigen. Das G9-Dichtungssystem bietet eine ideale Lösung zur Beseitigung dieses Phänomens sowohl in Hydrauliksystemen mit aktivem Kreislauf als auch in solchen mit geschlossenem Kreislauf und Druckspeicher
INDEX
Hydraulische Lösungen für den Gewichtsausgleich: aktiver und geschlossener Kreislauf
Was ist der Stick-Slip in Hydraulikzylindern?
Vorteile der G9-Spezialkolbendichtungen
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Hydraulische Lösungen für den Gewichtsausgleich: aktiver und geschlossener Kreislauf
Werkzeugmaschine ausgestattet mit Atos-
Hydraulikzylinder
Bei der aktiven Lösung führen die 3-Wege-Hochleistungsdruckminderer mit integrierter digitaler Elektronik eine genaue Druckregelung in den Hydraulikzylindern des Gewichtausgleichs dank des eingebauten Druckaufnehmers an den Druckanschlüssen des Ventils durch. Diese leistungsstarke Lösung erfordert ein Aggregat mit einer Verstellkolbenpumpe zur Erzeugung des Leitungsdrucks.
Die Funktion Atos Smart Tuning ermöglicht die Optimierung des dynamischen Verhaltens des Ventils, um eine stabile und präzise Druckregelung auch bei kontinuierlichen Lastschwankungen des Spindelstocks mit Ansprechzeiten von weniger als 5 ms zu gewährleisten.
Die Lösung des geschlossenen Kreislaufs mit Druckspeichern wird häufig in hydraulischen Hochgeschwindigkeits-Ausgleichssystemen verwendet, wobei die Fähigkeit von Druckspeichern genutzt wird, große Flüssigkeitsmengen mit geringen Druckschwankungen zu speichern und abzugeben.
Diese Lösung arbeitet mit geringer Energieversorgung und erfordert einen PED-zertifizierten Sicherheitssteuerblock, der Hilfsfunktionen wie Absperrventil, Druckanzeige, leckagefreies. Druckbegrenzungsventil und Nothandbetätigung integriert.
Die Funktion Atos Smart Tuning ermöglicht die Optimierung des dynamischen Verhaltens des Ventils, um eine stabile und präzise Druckregelung auch bei kontinuierlichen Lastschwankungen des Spindelstocks mit Ansprechzeiten von weniger als 5 ms zu gewährleisten.
Die Lösung des geschlossenen Kreislaufs mit Druckspeichern wird häufig in hydraulischen Hochgeschwindigkeits-Ausgleichssystemen verwendet, wobei die Fähigkeit von Druckspeichern genutzt wird, große Flüssigkeitsmengen mit geringen Druckschwankungen zu speichern und abzugeben.
Diese Lösung arbeitet mit geringer Energieversorgung und erfordert einen PED-zertifizierten Sicherheitssteuerblock, der Hilfsfunktionen wie Absperrventil, Druckanzeige, leckagefreies. Druckbegrenzungsventil und Nothandbetätigung integriert.
Atos Proportional Hochleistungs-Druckventile
Was ist der Stick-Slip in Hydraulikzylindern?
In Gewichtsausgleichssystemen für Werkzeugmaschinen ist der häufigste Problemaspekt der Stick-Slip-Effekt, also das Anhaften zwischen der Zylinderdichtung und den Gleitflächen.
Dieses Phänomen verursacht in der Anfangsphase der Kolbenbewegung üblicherweise Vibrationen im Hydrauliksystem aufgrund des Übergangs von der statischen Reibung, die der Relativbewegung der Oberflächen entgegenwirkt, zur dynamischen Reibung, die durch das Gleiten der Oberflächen entsteht.
Die Ursachen des Stick-Slip-Effekts lassen sich auf die Mikrostrukturen der Zylindergehäuseoberflächen und die intermolekularen Kräfte zwischen den Gleitelementen zurückführen. Darüber hinaus führt der Stick-Slip-Effekt im Allgemeinen zu einem erhöhten Verschleiß der Dichtungsmasse.
Dieses Phänomen verursacht in der Anfangsphase der Kolbenbewegung üblicherweise Vibrationen im Hydrauliksystem aufgrund des Übergangs von der statischen Reibung, die der Relativbewegung der Oberflächen entgegenwirkt, zur dynamischen Reibung, die durch das Gleiten der Oberflächen entsteht.
Die Ursachen des Stick-Slip-Effekts lassen sich auf die Mikrostrukturen der Zylindergehäuseoberflächen und die intermolekularen Kräfte zwischen den Gleitelementen zurückführen. Darüber hinaus führt der Stick-Slip-Effekt im Allgemeinen zu einem erhöhten Verschleiß der Dichtungsmasse.
PED-Hydraulikspeiche
Vorteile der G9-Spezialkolbendichtungen
Die Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Atos entwickelte das G9-Dichtungssystem durch die Durchführung von Software- und Prüfstandssimulationen sowie durch die gezielte Zusammenarbeit mit Zulieferern und großen europäischen OEMs, um seine Wirksamkeit in der Praxis zu testen.
Die Zusammenarbeit mit spezialisierten Zulieferern ermöglichte die Identifizierung einer innovativen Polymermischung, die den Unterschied zwischen statischen und dynamischen Reibungskoeffizienten drastisch reduziert und die durch das Stick-Slip-Phänomen verursachten Probleme effektiv beseitigt. Das Fehlen von Vibrationen in der Bewegungsphase führt außerdem zu einer längeren Lebensdauer der Zylinder.
Die in der Praxis durchgeführten Tests haben gezeigt, dass neben der Steigerung der dynamischen Leistung aufgrund der sehr geringen Reibungskräfte dieser Lösung auch der Wirkungsgrad des Vertikalmotors am Fräskopf infolge der geringeren Leistungsaufnahme steigt.
Das G9-System ist mit einer einfachwirkenden Dichtung ausgestattet, die eine spezielle Dichtlippengeometrie aufweist und über den gesamten Betriebsbereich Leckagefreiheit garantiert.
Die Zusammenarbeit mit spezialisierten Zulieferern ermöglichte die Identifizierung einer innovativen Polymermischung, die den Unterschied zwischen statischen und dynamischen Reibungskoeffizienten drastisch reduziert und die durch das Stick-Slip-Phänomen verursachten Probleme effektiv beseitigt. Das Fehlen von Vibrationen in der Bewegungsphase führt außerdem zu einer längeren Lebensdauer der Zylinder.
Die in der Praxis durchgeführten Tests haben gezeigt, dass neben der Steigerung der dynamischen Leistung aufgrund der sehr geringen Reibungskräfte dieser Lösung auch der Wirkungsgrad des Vertikalmotors am Fräskopf infolge der geringeren Leistungsaufnahme steigt.
Das G9-System ist mit einer einfachwirkenden Dichtung ausgestattet, die eine spezielle Dichtlippengeometrie aufweist und über den gesamten Betriebsbereich Leckagefreiheit garantiert.
Stick-Slip-Diagramm
Diese Leckagefreiheit erweist sich besonders bei Systemen mit geschlossenem Kreislauf und Druckspeicher als vorteilhaft, da sie das ständige Nachfüllen von Öl im Gewichtsausgleichssystem verhindert.
Des Weiteren verhindert das G9-Dichtungssystem das ungewollte Absenken des Fräskopfes bei fehlender elektrischer Energie. Im Gegensatz zu herkömmlichen Dichtungssystemen, bei denen Leckagen ein langsames Absenken des Fräskopfes verursachen können, gewährleistet das G9-System einen zuverlässigen Betrieb und vermeidet unerwünschte Bewegungen bei Stromausfall.
Ganz allgemein stabilisiert die robuste Konstruktion der Dichtung ohne den vorgespannten O-Ring diese in ihrer Nut, indem sie ein Kippen verhindert. Die Lippenkonstruktion des G9-Systems löst Probleme im Zusammenhang mit der Niederdruckdichtung und bietet zusätzliche Stabilität in der Dynamik des Hydrauliksystems.
Atos-Hydraulikzylinder mit dem G9-Dichtungssystem sind die bevorzugte Wahl vieler Fräsmaschinenhersteller weltweit. Diese Präferenz gründet sich auf der Anerkennung ihrer Leistung und Zuverlässigkeit, die das Resultat jahrelanger Forschung und Entwicklung sowie erfolgreicher Praxiserfahrungen ist.
Des Weiteren verhindert das G9-Dichtungssystem das ungewollte Absenken des Fräskopfes bei fehlender elektrischer Energie. Im Gegensatz zu herkömmlichen Dichtungssystemen, bei denen Leckagen ein langsames Absenken des Fräskopfes verursachen können, gewährleistet das G9-System einen zuverlässigen Betrieb und vermeidet unerwünschte Bewegungen bei Stromausfall.
Ganz allgemein stabilisiert die robuste Konstruktion der Dichtung ohne den vorgespannten O-Ring diese in ihrer Nut, indem sie ein Kippen verhindert. Die Lippenkonstruktion des G9-Systems löst Probleme im Zusammenhang mit der Niederdruckdichtung und bietet zusätzliche Stabilität in der Dynamik des Hydrauliksystems.
Atos-Hydraulikzylinder mit dem G9-Dichtungssystem sind die bevorzugte Wahl vieler Fräsmaschinenhersteller weltweit. Diese Präferenz gründet sich auf der Anerkennung ihrer Leistung und Zuverlässigkeit, die das Resultat jahrelanger Forschung und Entwicklung sowie erfolgreicher Praxiserfahrungen ist.
Konfiguration der G9-Dichtungen
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