Biegemaschine, Bild: ATP Hydraulik

Mit einer Biegemaschine lässt sich die Fertigung von Rohrleitungen optimieren. Außerdem sind mit Hilfe der Maschine engere Biegeradien mit minimaler Unrundheit möglich. Bild: ATP Hydraulik

Oftmals findet die Leitungsführung und -herstellung, unabhängig ob Schlauch oder Rohr, im Anschluss in der Montage oder erst auf der Baustelle statt. Man überlässt Leitungsführung und Herstellung dem erfahrenen hydraulischen Facharbeiter. In technischen Diskussionen hört man oft, dass eine Planung und Vorfertigung der Rohrleitungen im Serienmaschinenbau seine Berechtigung hat, aber im Sondermaschinen- und Anlagenbau zu aufwendig ist.

Das Unternehmen ATP Hydraulik sieht das anders: die Experten setzen die CAD-Systeme beziehungsweise die Vorteile der 3D-Konstruktion in Kombination mit rationeller Vorfertigung ein. Dies ermöglicht eine teilautomatisierte Vorfertigung parallel oder sogar vor dem Bau der Maschine; und damit eine rationale Planung und Fertigung – auch bei Stückzahl 1.

Hydraulikschläuche modellieren

Anhand eines Hydraulikschemas und eines Stepfiles der Maschine werden die Rohrleitungen und Hydraulikschläuche modelliert. Im Bedarfsfall können auch Pneumatikleitungen, Elektrokanäle und Schleppketten sowie alle Energieversorgungsleitungen abgebildet werden.

Wichtig ist eine gewisse Flexibilität, sowohl bei der Anbindung des Hydraulikaggregats als auch bei der Anbindung beim Endverbraucher. Schwankungen und Fertigungsungenauigkeiten im Stahlbau können über elastische Komponenten wie Bögen und Schlauchleitungen kompensiert werden.

Auch die Befestigung und Leitungsführung sollte im Fokus stehen: hier muss für Ausgleich während der Montage gesorgt werden können. Dies kann mit Nutensteinen, C-Schienen und Langlöchern erreicht werden. Im Idealfall wird die Befestigung der Leitungen bei der Planung, Konstruktion und Fertigung des Stahlbaus berücksichtigt, sodass der Monteur während der Fertigung mittels Explosionszeichnung seine vorkonfektionierten Leitungen und Schläuche montieren kann. Schläuche und Rohrleitungen sollten ab Werk eindeutig gekennzeichnet und dadurch zuzuordnen sein, um längeres Suchen zu vermeiden.

Kosten senken mit der Dornbiegemaschine

Testaufbau Bramenzange, Bild: ATP Hydraulik
Im Idealfall werden Befestigungen in der Konstruktion und Fertigung berücksichtigt, sodass der Monteur während seiner Arbeit mittels Explosionszeichnung die vorkonfektionierten Leitungen und Schläuche montieren kann. Bild: ATP Hydraulik

Die Fertigung der Rohrleitungen lässt sich mit einer CNC-Dornbiegemaschine optimieren, Kosten werden deutlich gesenkt. Die Daten aus der 3D-Konstruktion können direkt über CAD/CAM in die Dornbiegemaschine eingelesen und die Teile 1:1 gefertigt werden. Das bedeutet, dass der Ausschuss im Vergleich zum manuellen Biegen minimiert wird. Außerdem ist der Biegevorgang wesentlich schneller und engere Biegeradien sind möglich.

Um Sicherheitsanforderungen gerecht zu werden besteht die Einsatzmöglichkeit von sogenannten leckagefreien Verbindungen, hier wird kalt umgeformt oder gebördelt, anstelle der sonst üblichen Schneidringverschraubungen.

Ebenso sind mit dem Einsatz einer CNC gesteuerten Dornbiegemaschine engere Biegeradien mit minimaler ovaler Unrundheit möglich. Zu große ovale Unrundheiten, die beim Biegen ohne Dorn entstehen, haben eine negative Wirkung auf die Dauerschwellfestigkeit des Werkstoffs beziehungsweise des gebogenen Rohres.

Durch eine frühzeitige Planung der Rohrleitungen kann der ideale Weg (möglichst kurz, um Druckabfall zu vermeiden, den idealen Ölaustausch zu ermöglichen, geschützt gegen Kollisionen und mit Bögen versehen, um Spannungen aufzufangen) durch entsprechende Planung von Öffnungen im Stahlbau im Dialog mit dem Maschinenbauer ermittelt werden. So können die Wege bereits während der Konstruktion und Fertigung des Stahlbaus berücksichtit werden.

Das sollten Konstrukteure beachten

Das A und O der Leitungsinstallation

  • Rohrinnendurchmesser (Nennweite): Einflussfaktoren sind Volumenstrom, Strömungsgeschwindigkeit, Viskosität des Mediums und Druckverluste
  • Wanddicke: der Betriebsdruck und Zusatzbeanspruchungen sind zu berücksichtigen, fertigungsbedingte Wanddickenunterschreitungen, innere und äussere Korrosionseinflüsse, Festigkeit des Rohrwerkstoffs, Betriebs- und Umgebungstemparatur, Normabmessungen
  • Rohrwerkstoff-Festigkeitskennwerte, Oberflächenbeschaffenheit, Schweißeignung des Werkstoffs, Korrosionseinflüsse, zulässiger Temperaturbereich (Stahlwerke, Müllverbrennungsanlagen, Arktikeinsätze)
  • Materialqualität (Werkstoffzeugnisse)
  • Druckverlustberechnung (möglichst kurze Wege)
  • Längenänderungen aufgrund von Temperaturdifferenzen
  • Befestigung, separat über Schellen
  • Korrosion je nach Umgebung
  • Externe Kräfte, Vibration
  • Montage- und Demontagemöglichkeit (Schläuche müssen zyklisch gewechselt werden)
  • Sauberkeit, Verschmutzung: Molchen, Spülen, Verschliessen der Rohrleitungen
  • Aussen- und Innenkonservierung
  • Fertigungsungenauigkeiten im Stahlbau
  • Andere Energieverteilungen (Pneumatik, Elektrik)
  • Bewegte Elemente
  • Einsatz von Energieketten
  • Maschinenrichtlinie 2006/42/EG, Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU
  • Einsatz von Berstschutz und Schlauchfangsicherungen
  • Rohrendenbearbeitung - Schneidringverschraubung mit Überwurfmutter, Rohrumformung oder Bördeltechnik, Flanschtechnik
  • Inbetriebnahme-Spülen und Entlüften
  • Betriebssicherheit, Umweltverträglichkeit, Wirtschaftlichkeit

Baugruppen fertig stellen

Aufgrund der Planung lassen sich Baugruppen vorab komplett fertigstellen und die einzelnen Gewerke können zeitgleich in der Montage tätig sein, da die Wege der Versorgungsleitungen im Vorfeld bereits definiert sind. Die gesamte Durchlaufzeit der Anlage lässt sich so erheblich reduzieren. Der Maschinenbauer kann sich auf seine Kernkompetenz, den Maschinen- und Anlagenbau, konzentrieren und profitiert von den günstigeren Konditionen des Rohrleitungsspezialisten aufgrund des größeren Einkaufsvolumens, der Expertise und der optimierten Fertigungsmöglichkeiten. Die rationelle Rohrleitungsfertigung lässt sich auch auf andere Gewerke wie die Elektro- und Pneumatikinstallation übertragen, sodass im Idealfall die komplette Installationstechnik berücksichtigt und geplant wird. Nach dem Ausliefern der Maschine beginnt die After-Sales-Zeit.

Jetzt ist es wichtig mit dem Kunden in Kontakt zu bleiben und sich neue Geschäftsbereiche zu erschliessen. Über eine Stückliste und Zeichnung der eingebauten Leitungen,lässt sich das Ersatzteilgeschäft forcieren. Die BGR237 erfordert bei normalen Anforderungen alle sechs Jahre ein Wechseln der Schlauchleitungen (Betriebsdauer einschließlich maximaler Lagerdauer von zwei Jahren). Bei erhöhten Anforderungen sollten die Hydraulikleitungen alle zwei Jahre ausgetauscht werden. Hier können komplette Ersatzteilpackete für den Endkunden geschnürt werden.

In der Praxis hat sich gezeigt, dass eine rationale hydraulische Leitungsplanung und Fertigung sich auch bei Stückzahl 1 und kleinen Losgrößen vielfach positiv bewährt hat. hei

 

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