Hydraulik

Mit Hydraulikzylindern Kräfte in Kaltwalzanlagen regeln

 14.04.2011,

In Anlagen zum Kaltwalzen von Kupfer-Vorwalzbändern müssen extreme Kräfte auf nur wenigen Mikrometern Hub präzise kontrolliert werden. Hoven Hydraulik hat die Hydraulikzylinder in der Kaltwalzanlage der Firma Stolberger Schwermetall Halbzeugwerk nun ohne lange Produktions-unterbrechung erneuert.
Autorin: Jana Reissen

Vorwalzbänder aus Kupfer und Kupferbasis-Legierungen sind für die Industrie unverzichtbar: Daraus werden zum Beispiel elektrische Kontakte und Leiterplatten für Computer, Mobiltelefone und andere Elektronikgeräte gefertigt. Die Firma Schwermetall aus Stolberg ist der weltweit größte Hersteller solcher Vorwalzbänder.

Täglich verlassen rund 1000 Tonnen der Halbzeuge in allen wichtigen Basislegierungen das Werksgelände am Rande des Naturparks Nordeifel.

Bei der Produktion von Vorwalzbändern aus Kupferbasis-Legierungen werden über das so genannte Kaltwalzen die Oberflächenqualität und die Maßhaltigkeit der Halbzeuge beeinflusst. Walzkräfte bis zu 3000 Tonnen müssen dabei mit hoher Präzision und höchster Geschwindigkeit gesteuert werden.

„Um so große Kräfte bei nur wenigen Mikrometern Hub kontinuierlich zu kontrollieren, ist vor allem die individuelle Auslegung der Hydraulikzylinder entscheidend“, erklärt Dr. Rolf Bünten, Technischer Leiter Walzwerke bei Schwermetall. „Denn beim Kaltwalzen hängt der komplette Produktionsprozess und damit auch die Qualität letztlich von der exakten und schnellen Anstellhydraulik ab, die über die Zylinder auf das Band wirkt.“

Zylinder-Anstellhydraulik muss extreme Kräfte regeln

Während das Band mit bis zu 600 Metern pro Minute durch die Anlage läuft, messen Röntgenstrahlen die Dicke und Laser die Geschwindigkeit vor und nach dem Walzen. Die automatische Regelung der Anlage bestimmt anhand dieser Messungen die mikrometergenaue Position der Hydraulikzylinder, die über die Arbeitswalzen das Band auf die richtige Enddicke walzen.

Das Walzen wird so oft wiederholt, bis das Band die gewünschte Dicke zwischen 0,5 und 6 mm hat. Dabei sind die Vorgaben der Auftraggeber anspruchsvoll: Maximal ein Prozent dürfen die Abweichungen vom Sollwert betragen. Um diese minimalen Toleranzen einzuhalten, muss die Anstellhydraulik der Zylinder innerhalb von Sekundenbruchteilen extreme Kräfte regeln.

Und das, obwohl die Stellgrößen dabei nur 10 bis 50 Mikrometer betragen. Dies bedeutet eine äußerst hohe Belastung für die Hydraulikzylinder. Zusätzlich beansprucht werden die Zylinder durch die aggressive Walzemulsion aus Wasser und Öl, die für das Walzen und gleichzeitige Kühlen der Bänder benötigt wird.

Kein Wunder also, dass nach zehn Jahren unter diesen harten Einsatzbedingungen Verschleiß und Korrosion den bisher in der Anlage eingesetzten Zylindern zugesetzt hatten. So konnten die Walzen nicht mehr mit der erforderlichen Präzision geregelt werden. Zudem darf die Walzemulsion keinesfalls mit Hydrauliköl verunreinigt werden.

Undichtigkeiten an Hydraulikzylindern beim Kaltwalzen müssen also unbedingt vermieden werden. Eine vollständige Überarbeitung der Zylinder war somit unaufschiebbar. Deshalb wandte sich Schwermetall an den Systemlieferanten für Hydraulikanlagen und -komponenten Hoven Hydraulik.

„Zunächst wurde die Möglichkeit einer kompletten Instandsetzung der Zylinder erwogen. Bei einem solchen „Recylindering“ werden alle Bauteile der Zylinder überarbeitet. „Das hätte aber – inklusive aller mechanischen Arbeiten und dem Neuverchromen der Kolbenstangen – durchaus zwölf Wochen gedauert“, erklärt Horst Emmerich, Leiter von Entwicklung und Konstruktion bei Hoven Hydraulik, das zeitaufwendige Verfahren.

„Darum haben wir uns entschieden, auf der Basis der vorhandenen Konstruktionszeichnungen neue Zylinder fertigen zu lassen, die sich schnell und optimal in die Anlage integrieren lassen.“

Neue Zylinder regeln deutlich präziser

Die termingenau hergestellten neuen Zylinder von Hoven Hydraulik haben einen Kolbendurchmesser von 1300 mm und einen maximalen Hub von 120 mm. Der Nenndruck beträgt 210 bar, sie wiegen jeweils etwa 7,5 Tonnen. Zudem verfügen sie über Dichtungen und Führungen aus modernsten Materialien.

Das Entscheidende: Die Instandhaltungstechniker von Schwermetall konnten innerhalb einer Produktionspause von nur vier Tagen die alten Zylinder ausbauen und durch die neuen ersetzen.

„Ein wahrer Kraftakt. Aber er hat sich gelohnt: Die neuen Zylinder regeln deutlich präziser als die bisherigen und haben wesentlich geringere Anregelzeiten“, fasst Dr. Bünten den Effekt der innovativen Komponenten zusammen. Zudem hätten sie eine wesentlich höhere Ausfallsicherheit und gewährleisteten damit die Zuverlässigkeit der Anlage und des gesamten Produktionsprozesses dauerhaft.

Die alten Zylinder kommen trotzdem nicht auf den Schrottplatz. In dem aufwendigen „Recylindering“-Verfahren überholt Hoven Hydraulik nun Kolbenstangen und Gehäuse und erneuert alle Dichtungen und Führungen. Danach sind die gebrauchten Hydraulikzylinder wieder wie neu und stehen als „Backup“ jederzeit auf Abruf bereit.

www.hoven.de


 

relevante Firmen


A+F GmbH
Stockholmer Allee 6
30539 Hannover

Weitere interessante Archivbeiträge

Keine verwandten Beiträge.

Kommentare sind geschlossen.



Anzeige