FIBRO 2480.019.03000.1: Technische Lösung zur Erhöhung der Haltbarkeit von Gasfedern in Pressengeräten

Einführung: Minimierung von Ausfallzeiten in der Druckproduktion

Die Effizienz des industriellen Pressenbetriebs hängt entscheidend von der Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der wichtigsten Ausrüstungskomponenten ab. Gasfedern, die für einen konstanten Druck und eine konstante Rückstellkraft sorgen, sind ein wesentlicher Bestandteil vieler Werkzeuge und Formen. Allerdings geht ihr Betrieb oft mit Herausforderungen im Zusammenhang mit vorzeitigem Verschleiß einher. Der Hauptgrund ist die Einwirkung von Querkräften und ungleichmäßigen Belastungen, die durch nicht ideale Zentrierung oder Verschiebung beweglicher Teile der Form entstehen. Dies führt zu einer starken Reibung der Federstange an den Führungen, einer Verformung der inneren Dichtungen und in der Folge zu einem Gasdruckverlust und einem vollständigen Ausfall der Feder.

Solche Ausfälle führen unweigerlich zu ungeplanten Anlagenstillständen, die sich direkt auf das Produktionsvolumen auswirken, die Wartungs- und Reparaturkosten erhöhen und die Betriebsrisiken erhöhen. In der modernen ukrainischen Industrieproduktion, die sich an DSTU- und EN-Standards orientiert, hat die Sicherstellung eines kontinuierlichen Betriebs und die Minimierung von Ausfallzeiten oberste Priorität. Eine Lösung, mit der Sie die Lebensdauer von Gasfedern erheblich verlängern und die Stabilität der Pressausrüstung erhöhen können, ist der Einsatz spezieller Lastverteilungselemente. Die gehärtete Trägerplatte FIBRO 2480.019.03000.1 wurde speziell für die Bewältigung dieser technischen Herausforderungen entwickelt.

Technische Eigenschaften: Trägerplatte FIBRO 2480.019.03000.1

Die Stützplatte FIBRO 2480.019.03000.1 ist eine hochpräzise Komponente zur Optimierung der Funktion von Gasfedern und Pressgeräten. Nachfolgend finden Sie die detaillierten Spezifikationen.

Funktionsprinzipien: Lastverteilung, Reibungsreduzierung und mechanische Stabilität

Das Hauptprinzip der Stützplatte FIBRO 2480.019.03000.1 ist die effektive Verteilung der Axiallast und die Vermeidung zerstörerischer Querkräfte auf die Stange und den Gasfederkörper. Bei typischen Pressenvorgängen, insbesondere bei langen Hüben oder der Verwendung asymmetrischer Matrizen, kann sich der Lastschwerpunkt relativ zur Achse der Gasfederstange verschieben. Dadurch entsteht ein Kraftmoment, das dazu neigt, die Stange zu verbiegen und eine starke Reibung zwischen der Stange und der Federführungshülse sowie zwischen dem Federkörper und der Auflagefläche des Werkzeugs verursacht. Solche Bedingungen führen zu beschleunigtem Verschleiß, erhöhter Wärmeentwicklung und vorzeitigem Ausfall, was in Hochleistungsproduktionszyklen nicht akzeptabel ist.

Die gehärtete FIBRO-Trägerplatte wird zwischen dem Ende der Gasfeder und dem entsprechenden Teil der Form eingebaut. Es fungiert als Zwischenelement mit hoher mechanischer Stabilität. Durch die Verwendung von Spezial-Werkzeugstahl (1.2842 oder 1.2379) mit einer Härte von mehr als 58 HRC hält die Platte den hohen Kontaktbelastungen stand, die beim Zusammendrücken der Gasfeder auftreten. Eine präzise bearbeitete Oberfläche mit geringer Rauheit (Ra < 0,4 μm) sorgt für einen minimalen Gleitreibungskoeffizienten, der für die Aufnahme seitlicher Lastkomponenten ohne nennenswerten Energieverlust oder Verschleiß entscheidend ist.

Die Funktion der Platte besteht darin, eine stabile, ebene Auflagefläche zu schaffen, die alle verlagerten Lasten aufnimmt und gleichzeitig ein freies, aber kontrolliertes Gleiten ermöglicht. Dies verhindert einen direkten Kontakt der Stange oder des Federkörpers mit den Komponenten der Ausrüstung in einem Winkel, wodurch Spitzenverschleiß und Verformung vermieden werden. Unter dynamischen Belastungsbedingungen, wenn die Kraft der Presse Hunderte von Kilonewton erreichen kann, ist die Fähigkeit der Platte, den Druck gleichmäßig über eine große Fläche zu verteilen, von entscheidender Bedeutung.

Die Reduzierung von Querlasten lässt sich werkstoffmechanisch beschreiben. Wirkt auf den Schaft einer Gasfeder im Abstand $L$ vom Auflagepunkt eine Querkraft $F_p$, so entsteht ein Biegemoment $M_z = F_p \ imes L$. Dieses Moment verursacht eine Biegespannung $\\sigma_z = M_z \ imes y / I$, wobei $y$ der Abstand von der neutralen Achse und $I$ das Trägheitsmoment des Stabquerschnitts ist. Die Stützplatte FIBRO 2480.019.03000.1 dient als Puffer und Gleitebene, minimiert F_p und verteilt ihre Wirkung auf eine größere Fläche. Dadurch wird die Spannungskonzentration im Federstab deutlich reduziert und dessen Ermüdung und Zerstörung verhindert. Darüber hinaus führt die Verringerung der Reibung $\\mu$ zwischen den beweglichen Oberflächen der Platte und der Feder zu einer geringeren Wärmeabgabe $Q = \\mu \ imes N \ imes v$ (wobei $N$ die Normalkraft und $v$ die Gleitgeschwindigkeit ist) und verlangsamt den Materialverschleiß.

Durch die Verwendung der Platte kann die Gasfeder unter Bedingungen arbeiten, die der idealen axialen Kompression möglichst nahe kommen, wodurch die vom Hersteller angegebene Ressource und die Stabilität der Kraftparameter während des gesamten Betriebszyklus gewährleistet werden. Dies ist von entscheidender Bedeutung für Branchen, die nach den Industrie-4.0-Prinzipien arbeiten, in denen jede Komponente des Systems vorhersehbares und kontrolliertes Verhalten bieten muss.

Anwendungsgebiete: Optimierung von Prozessen in der ukrainischen Industrieproduktion und Einhaltung von Standards

Die Stützplatte FIBRO 2480.019.03000.1 wird in einer Vielzahl von industriellen Prozessen eingesetzt, bei denen Gasfedern zur Bereitstellung einer kontrollierten Kraft eingesetzt werden. Sein Einsatz ist von entscheidender Bedeutung für die Erhöhung der Zuverlässigkeit und Haltbarkeit von Geräten unter intensiven Betriebsbedingungen im ukrainischen Industriesektor. Im Folgenden sind typische Anwendungsszenarien und deren Einhaltung wichtiger Standards aufgeführt:

1. Metallstanzen und -ziehen: Bei Stanzprozessen, insbesondere beim Tiefziehen, werden Gasfedern verwendet, um das Werkstück zu drücken und einen stabilen Druck auf die Halterung auszuüben. Asymmetrische Teilekonturen oder hohe Fahrgeschwindigkeiten können zu erheblichen Querbelastungen der Federn führen, die 10–20 % der Nennfederkraft erreichen (bei einer Feder mit einer Kraft von 25 kN kann die Querbelastung beispielsweise 2,5–5 kN betragen). Die FIBRO-Trägerplatte schützt die Federn vor diesen Kräften, verhindert eine Verformung des Werkzeugs und garantiert die Maßhaltigkeit des Endprodukts. Dies erfüllt die Anforderungen der DSTU EN ISO 1602:2018 für Formen und gewährleistet die Übereinstimmung des Endprodukts mit den Anforderungen der DSTU ISO 2768-1:2006 für Maßtoleranzen.
2. Litvo pod Tyskom und Litvo Plastmas: In Gussformen werden häufig Gasfedern verwendet, um fertige Teile herauszudrücken oder eine Abwärtskraft zu erzeugen. Wärmeausdehnung von Materialien (z. B. Stahlformen, die bei +180 °C bis +250 °C betrieben werden) und zyklische Belastungen können zur Verschiebung von Formelementen führen. Die Stützplatte stabilisiert die Funktion der Federn, verlängert deren Lebensdauer und gewährleistet eine unterbrechungsfreie Produktentnahme ohne Beschädigung. Dies ist entscheidend für die Gewährleistung der Qualität der von UkrSEPRO zertifizierten Produkte.
3. Hydraulische Pressen und Formanlagen: Bei großen Formanlagen, bei denen Gasfedern als Kompensatoren oder Stützelemente eingesetzt werden, können Querbelastungen aufgrund der Größe und Masse der beweglichen Teile besonders groß sein. Die gehärtete FIBRO-Platte gewährleistet den Schutz der Federn vor mechanischer Beschädigung und gewährleistet die Stabilität des Systems, was sich direkt auf die Einhaltung der Sicherheitsanforderungen von DSTU EN 693:2017 (hydraulische Pressen) und DSTU EN 13736:2016 (mechanische Pressen) auswirkt.
4. Automatisierte Linien und leitfähige Ausrüstung: Bei hochautomatisierten Produktionslinien, bei denen Geschwindigkeit und Genauigkeit Priorität haben (z. B. 30–60 Zyklen/Minute), führt jeder Komponentenausfall zum Stillstand der gesamten Linie. Die Integration von FIBRO-Stützplatten in die Leiterausrüstung mithilfe von Gasfedern erhöht die Gesamtzuverlässigkeit des Systems, verringert das Risiko ungeplanter Unterbrechungen und sorgt für die Aufrechterhaltung einer hohen Produktionsrate. Dies gewährleistet die Stabilität der durch Condition Monitoring Systeme überwachten Prozesse im Rahmen des Industrie 4.0-Konzepts.
5. Spezialwerkzeuge für die Blechbearbeitung: Bei der Verwendung von Mehrpositionswerkzeugen oder bei der Bearbeitung von Blechen mit komplexer Konfiguration sind Gasfedern multidirektionalen Belastungen ausgesetzt. Die Verwendung einer FIBRO-Stützplatte in solchen Werkzeugen ist eine wirksame Strategie zur Erhaltung der Geometrie des Werkzeugs und zur Gewährleistung der Haltbarkeit aller seiner Komponenten, was für Produktionen mit CE- und UkrSEPRO-Zertifizierung von entscheidender Bedeutung ist.

Wartung und Lebenszyklus: Verlängerung der Lebensdauer von Gasfedern

Die Integration der Stützplatte FIBRO 2480.019.03000.1 in die Pressenausrüstung wirkt sich direkt auf die mittlere Ausfallzeit (MTBF) der Gasfedern und die allgemeine Wartbarkeit des Systems aus. Nach empirischen Daten und Erfahrungen in der Schwerindustrie kann der Einsatz solcher Platten die MTBF von Gasfedern je nach Intensität der Belastungen und zyklischem Betrieb um 25-40 % erhöhen. Dies ist auf eine deutliche Reduzierung des mechanischen Verschleißes durch Querkräfte zurückzuführen, wodurch die Federn ihre volle Lebensdauer erreichen können, die 1–2 Millionen Zyklen erreichen kann.

Typische Ausfallarten von Gasfedern (ohne Trägerplatte):

• Stangenverschleiß und -schäden: Der direkte Kontakt der Stange mit den Führungselementen in einem Winkel führt zu schnellem abrasivem Verschleiß, der Entstehung von Rillen und Mikrorissen. Diese Schäden können bereits nach mehreren zehntausend Zyklen bis zu 0,1–0,2 mm tief sein.
• Beschädigung der Dichtungen: Seitliche Belastungen verformen die Stange, was zur Zerstörung der inneren Dichtungen und zum Austreten von Gas (Stickstoff) führt. Ein typisches Leck kann unter normalen Bedingungen 0,5 bis 2 % des Drucks pro Jahr betragen. Mit zunehmender Reibung und Verformung steigt dieser Wert jedoch stark auf 5 bis 10 % pro Monat an, was zu einem schnellen Effizienzverlust führt.
• Korrosion und Verschmutzung: Beschädigte Dichtungen schaffen Bedingungen für das Eindringen von äußerer Verschmutzung und Feuchtigkeit in das Gerät, was Korrosionsprozesse beschleunigt, insbesondere bei hoher Luftfeuchtigkeit oder aggressiven Umgebungen.
• Änderung der Krafteigenschaften: Eine Verschlechterung der Feder führt zu einer ungleichmäßigen Kraft, die sich negativ auf die Prägequalität auswirkt, zu Produktversagen führen kann und häufige Einstellungen oder Austausch erfordert. Eine Reduzierung der Leistung um 10 % kann für einige Prozesse bereits kritisch sein.
• Zerstörung innenliegender Komponenten: Im Extremfall kann es durch zu hohe seitliche Belastungen zu einer mechanischen Zerstörung der innenliegenden Führungselemente oder der Federstange und damit zu einem völligen Stillstand der Anlage kommen.

Vorbeugende Wartung mit FIBRO-Lagerplatten:

Obwohl es sich bei der Trägerplatte FIBRO 2480.019.03000.1 um eine passive Komponente handelt, vereinfacht und optimiert ihr Vorhandensein den vorbeugenden Wartungsplan. Folgende Maßnahmen werden empfohlen, um das Potenzial der Komponente maximal auszuschöpfen und die Gesamteffizienz der MRO zu steigern:

• Sichtprüfung (täglich/Schicht): Überprüfen Sie die Plattenoberfläche auf sichtbare Schäden, Risse, Absplitterungen und Anzeichen übermäßiger Reibung oder Grate. Besonderes Augenmerk sollte auf die Farbveränderung des Metalls gelegt werden, die auf eine Überhitzung hinweisen kann.
• Befestigungskontrolle (wöchentlich): Kontrolle der Zuverlässigkeit des Anziehens der Befestigungselemente, mit denen die Platte befestigt wird. Die Betriebstemperatur kann zwischen +20°C und +80°C schwanken, wobei auf die Wärmeausdehnung und ein mögliches Lösen der Befestigung geachtet werden muss. Das empfohlene Anzugsdrehmoment finden Sie in der entsprechenden technischen Dokumentation der Befestigungselemente.
• Reinigung der Arbeitsflächen (monatlich oder nach Bedarf): Entfernung von angesammeltem Schmutz, Metallspänen oder Fettrückständen, die das Gleiten beeinträchtigen und zu abrasivem Verschleiß führen können. Verwenden Sie nur vom Hersteller empfohlene Reinigungsmittel.
• Dickenmessung (alle 6-12 Monate): Kontrolle des Verschleißes des Plattenmaterials mit einem Mikrometer. Eine deutliche Verringerung der Dicke (z. B. mehr als 0,5 mm) kann auf kritische Belastungen oder die Notwendigkeit eines Austauschs hinweisen. Der zulässige Verschleiß wird gemäß den Empfehlungen des Herstellers ermittelt.
• Überprüfung der Parallelität und Konzentrizität (alle 12 Monate): Verwendung hochpräziser Werkzeuge (Mikrometer, Anzeigeköpfe) zur Überprüfung der Genauigkeit der Installation der Platte und ihrer Parallelität zur Auflagefläche. Die Abweichung sollte 0,02 mm nicht überschreiten, um eine optimale Lastverteilung zu gewährleisten.

Die systematische Wartung und Kontrolle des Zustands der Trägerplatte ermöglicht die rechtzeitige Erkennung potenzieller Probleme und die Vermeidung kostspieliger Ausfälle von Gasfedern und gewährleistet so eine hohe Einsatzbereitschaft der Ausrüstung gemäß den Normen der ISO 9001-Reihe sowie den CE- und UkrSEPRO-Anforderungen.

Vergleich mit alternativen Lösungen

Bei der Auswahl von Komponenten für Pressenausrüstung stehen Ingenieure vor der Notwendigkeit, die Anfangsinvestition und die langfristige Betriebseffizienz in Einklang zu bringen. Betrachten Sie einen Vergleich der speziellen Trägerplatte FIBRO 2480.019.03000.1 mit zwei Hauptalternativen: keine spezielle Platte und die Verwendung einer universellen gehärteten Unterlegscheibe.

Basierend auf der Analyse ist der Einsatz einer speziellen Trägerplatte FIBRO 2480.019.03000.1 eine technisch und wirtschaftlich gerechtfertigte Lösung, um einen stabilen und dauerhaften Betrieb von Pressanlagen unter ukrainischen Industriebedingungen zu gewährleisten und in Zuverlässigkeit und Vorhersehbarkeit der Produktion zu investieren.

Einhaltung von Standards: Qualität und Zuverlässigkeit sicherstellen

Produkte, die in der ukrainischen Industrie verwendet werden, müssen nationalen und internationalen Qualitäts- und Sicherheitsstandards entsprechen. Die Stützplatte FIBRO 2480.019.03000.1 fügt sich als integraler Bestandteil der Pressenausrüstung in das System der behördlichen Anforderungen ein, die deren zuverlässigen und sicheren Betrieb gewährleisten. Nachfolgend finden Sie eine Liste der wichtigsten Normen, die für diesen Produkttyp und seine Anwendung relevant sind:

• DSTU EN ISO 9001:2018 (ISO 9001:2015, IDT): Qualitätsmanagementsysteme. Anforderungen Diese Norm legt allgemeine Anforderungen an Qualitätsmanagementsysteme fest, die für Hersteller von Komponenten wie FIBRO gelten und die Konsistenz der Produktionsprozesse und die Konformität der Produkte mit den erklärten Eigenschaften gewährleisten.
• DSTU EN ISO 1602:2018 (ISO 1602:2017, IDT): Formen für den Spritzguss. Komponenten und Zubehör für Spritzgussformen. Diese Norm gilt für Formkomponenten, zu denen Gasfedern und deren Zubehör, einschließlich Stützplatten, gehören. Es legt Anforderungen an Austauschbarkeit und Abmessungen fest, die für die Vereinheitlichung von Komponenten im Maschinenbau von entscheidender Bedeutung sind.
• DSTU EN 13736:2016 (EN 13736:2012, IDT): Maschinensicherheit. Pressen. Sicherheitsanforderungen für mechanische Pressen. Obwohl es sich bei der Platte nur um eine Komponente handelt, wirkt sich ihre Zuverlässigkeit direkt auf die Sicherheit der gesamten von dieser Norm abgedeckten Presse aus. Ein Federversagen aufgrund von Verschleiß kann zu unkontrollierten Bewegungen der Elemente führen und Risiken für den Bediener darstellen.
• DSTU EN ISO 4957:2015 (ISO 4957:2013, IDT): Werkzeugstähle. Diese Norm legt die Anforderungen an die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften von Werkzeugstählen wie 1.2842 oder 1.2379 fest, aus denen die Trägerplatte gefertigt ist und deren hohe Härte, Verschleißfestigkeit und Stabilität bei dynamischen Belastungen gewährleistet.
• Richtlinie 2006/42/EG (Maschinenrichtlinie) und die Technische Verordnung zur Maschinensicherheit (PCMU vom 30. Januar 2013 Nr. 62): Diese Dokumente legen grundlegende Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen für Maschinen und ihre Komponenten fest. Ihre Einhaltung ist für Hersteller von Geräten, die Komponenten wie FIBRO-Platten verwenden, obligatorisch und wird durch die CE-Kennzeichnung für den europäischen Markt und die UkrSEPRO-Zertifizierung für den ukrainischen Markt bestätigt.

Die Verwendung von Komponenten, die diesen Standards entsprechen, ist ein Garant für Zuverlässigkeit, Sicherheit und Effizienz der Produktionsprozesse, was für ukrainische Unternehmen, die eine Integration in den europäischen Markt anstreben, ihre eigene Wettbewerbsfähigkeit steigern und die Einhaltung der Anforderungen der modernen Industrieproduktion sicherstellen möchten, von entscheidender Bedeutung ist.

Fazit: Investition in Zuverlässigkeit und Langlebigkeit

Die Stützplatte FIBRO 2480.019.03000.1 ist nicht nur ein Zubehörteil, sondern eine entscheidende technische Lösung, die die Lebensdauer von Gasfedern in Pressenanlagen deutlich verlängert. Durch seinen Einsatz können Sie die Auswirkungen von Seitenlasten minimieren, Reibung und Verschleiß reduzieren, ungeplante Ausfallzeiten verhindern und dadurch die Produktionsbetriebskosten optimieren. Hochwertige Materialien und präzise Verarbeitung gemäß internationalen und nationalen Standards wie DSTU und EN ISO garantieren einen stabilen und sicheren Betrieb unter Bedingungen intensiven Industriebetriebs. Im ukrainischen Industriesektor, wo Effizienz und Zuverlässigkeit zentrale Erfolgsfaktoren sind, spielen solche Komponenten eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Kontinuität von Produktionsprozessen und der Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen, was dem Geist und den Anforderungen von Industrie 4.0 entspricht.

Weitere Informationen und ein umfassendes Angebot an Lösungen für die Druckmaschinenausrüstung finden Sie im UNITEC-D E-Katalog.

Liste der verwendeten Quellen

• FIBRO GmbH. Technische Dokumentation und Produktkataloge für Gasfedern und Zubehör. Verfügbar unter: www.fibro.com
• PARTcommunity von CADENAS. Technische Daten und 3D-Modelle von FIBRO-Komponenten. Verfügbar unter: www.partcommunity.com
• Staatsbetrieb „Ukrainisches Forschungs- und Ausbildungszentrum für Standardisierung, Zertifizierung und Qualitätsprobleme“ (SE „UkrNDNC“). Die offizielle Ressource mit Informationen zu nationalen Standards der DSTU. Verfügbar unter: uas.gov.ua
• Internationale Organisation für Normung (ISO). Offizielle Seite. Verfügbar unter: www.iso.org