Hydraulischer Hochleistungs-Zylinder bei Spritzgießwerkzeugen

Der Einsatz von hydraulischen Zylindern kann im Auswurfsystem eines Spritzgießwerkzeuges zu erheblichen Geschwindigkeitsvorteilen führen. Der Hersteller Vega hat seine Hochleistungs-Produkte mit Standardprodukten verglichen.

Ein Standardzylinder bewegt sich den Angaben zufolge mit 0,2 m/s, während die Hochleistungsversion auf 0,8 m/s kommt, also viermal so schnell ist. Je länger der zu fahrende Weg ist, umso deutlicher fällt der Zeitgewinn bei der Zykluszeit aus. Bei einem Fahrweg von 20 mm lassen sich Vega zufolge in einem Zyklus von 10 s gerade einmal 0,15 s einsparen. Beträgt der Weg allerdings 200 mm, so beträgt die Zeitersparnis bereits 1,5 s.

Höhere Leistung kostet im Normalfall mehr Geld. Die Preise für die Hochleistungszylinder der Italiener liegen Vega zufolge um 20 % unter denen anderer Blockzylinder. Ein wesentlicher Qualitätsaspekt von Komponenten für Spritzgießwerkzeuge ist ihre Widerstandskraft gegenüber Stößen, und Erschütterungen und anderen Beschleunigungen. In einigen Systemen ist dafür eine Art Stoßdämpfer aus Gummi verbaut. Bei Vega kann auf Wunsch ein hydraulisches Dämpfungssystem eingesetzt werden. Für hohe Geschwindigkeiten hält der Hersteller ein solches System für unabdingbar. Mit einer solchen Dämpfung liege der Preis dann auf dem Niveau eines herkömmlichen Blockzylinders, allerdings sei dieser lang nicht so leistungsfähig.

Die zusätzliche Leistung werde nicht durch einen zusätzlichen Ölbedarf oder etwaigen Druckabfall erkauft. In einem Beispiel rechnet Vega vor: Eine Auswurfplatte mit vier Blockzylindern mit einer Bohrung von 80 mm und einem Hub von 200 mm. Angenommen wird ein für solche Pumpen adäquater Druck von 100 bis 120 bar. Bei der Bohrung von 80 mm werden Ölzufuhrlöcher mit Durchmessern von 8 mm angenommen. Bei einer Geschwindigkeit von 0,3 m/s könne der Druckabfall bis zu 20 bar betragen. Hinzu komme noch der zur Bewegung des Zylinders benötigte Öldruck, sowie weitere Verluste im Kreislauf. Die Vega "Speedports" Zylinder verlieren laut Hersteller bei 0,8 m/s gerade einmal 10 bar. Mit einem richtig dimensionierten Hydraulikkreislauf sei der Druckrückgang vernachlässigbar.

Mit einer entsprechend leistungsfähigen Hydraulikpumpe können die Vega "Speedports" Zylinder bis zu dreimal schneller als fast alle herkömmlichen Zylinder betrieben werden. Auch bei Zykluszeiten von 20 s beträgt die Zeitersparnis immer noch rund 5 %. Bei kürzeren Zykluszeiten wird der Vorteil größer. Insgesamt sind laut Beispielrechnungen des Herstellers Verbesserungen zwischen 5 % und 15 % realisierbar.

Ein weiterer Vorteil der Zylinder ist laut Vega ihre Kompatibilität. Den Angaben zufolge können die Systeme komplett mit denen anderer Hersteller kombiniert oder dafür angepasst werden. Allerdings müsse das Hydrauliksystem auf die neuen Anforderungen angepasst werden, um die vollen Geschwindigkeitsvorteile zu nutzen. Durch die größere Ölmenge sei auch die Kühlung der Hydraulikflüssigkeit einfacher zu bewerkstelligen.

Am Ende stellt sich laut Vega die Frage der Perspektive. Aus Sicht des Werkzeugbauers kostet ein Werkzeug mit Vega Hochleistungszylindern mehr, nicht weil die Zylinder teurer wären, sondern weil ein größerer Hydraulikkreislauf benötigt wird, mit größeren Bohrungen und Ventilen. Wenn der Kunde es nicht explizit fordert wird er es nicht einbauen.