Sechs Gründe, warum die Nachfrage nach Kupfer steigen wird

Dieser Artikel erschien in Hydraulik & Pneumatik und wurde hier mit Genehmigung veröffentlicht.

Betriebsumgebungen und Anwendungsanforderungen für Hydraulikschläuche sind groß und vielfältig. Von Schneepflügen in kalten kanadischen Wintern bis hin zum heißen Innenleben von Industriemaschinen erfüllen Hydraulikschläuche eine Vielzahl von Funktionen, von denen die moderne Welt abhängt.

Jede dieser Schlauchanwendungen hat eines gemeinsam: Versagen ist keine Option. Unzuverlässige Schläuche können Unternehmen Millionen von Dollar an Ausfallzeiten für kritische Geräte kosten. Ein ausgefallener Schlauch in einem Transitbus kann Dutzende von Pendlern stundenlang stranden. Schlimmer noch, ein Schlauchausfall kann Bediener und Arbeiter ernsthaft verletzen. Aus diesen Gründen sind Hydraulikschläuche alles andere als eine Ware. Sie sind für den sicheren Betrieb unzähliger Anwendungen auf der ganzen Welt verantwortlich, und angesichts der unterschiedlichen Anwendungen sollte nicht jeder Schlauch gleich sein.

Die Schlauchleistung hängt in hohem Maße davon ab, woraus der Gummi besteht, nach welchen Standards dieser Gummi formuliert wurde und ob diese Formulierung die für eine bestimmte Anwendung erforderliche Leistung liefert. Die Gummiformulierung kann der wichtigste Faktor für die Schlauchleistung sein, aber es gibt noch andere.

Hydraulikschläuche gibt es in einer Vielzahl von Formulierungen und Typen, um alle Designanforderungen zu erfüllen, die die heutigen anspruchsvollen Hydraulikanwendungen an sie stellen.

Anforderungen an Schläuche

Während verschiedene Anwendungen unterschiedliche Anforderungen haben, fallen die allgemeinen Leistungsmerkmale eines bestimmten Schlauchs typischerweise in mehrere Kategorien: Temperatur, Flexibilität, Witterungsbeständigkeit, Abriebfestigkeit und Haltbarkeit.

Temperatur. Hydraulikschläuche können in ihrer Betriebsumgebung einem Temperaturbereich ausgesetzt sein. In vielen Hydrauliksystemen hat die erhöhte Nachfrage nach mehr Leistung, Geschwindigkeit und Durchfluss die Systemtemperaturen in die Höhe getrieben. Höhere Durchflussraten erhöhen die Reibung, was zu höheren Fluidtemperaturen führt. Heutige Schläuche müssen diesen heißeren Temperaturen standhalten.

Flexibilität. Dies ist ein Maß dafür, wie viel Kraft benötigt wird, um einen Schlauch zu biegen, und ist aus mehreren Gründen wichtig. Erstens müssen die Schläuche flexibel genug sein, um die Designkriterien des OEM zu erfüllen und sich biegen und in kompakte Räume passen zu können. Zweitens ist Flexibilität aus ergonomischen Gründen wichtig. Ein Montagetechniker, der beispielsweise Schläuche durch den Rahmen eines Fahrzeugs führt, könnte ermüden, wenn Schläuche äußerst schwer zu biegen sind. Schließlich, wenn ein Gerät erfordert, dass sich ein Schlauch während des Betriebs bewegt, muss dieser Schlauch die richtige Flexibilität bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Haltbarkeit aufweisen.

Witterungsbeständigkeit. Hydraulikschläuche sind oft direkter Sonneneinstrahlung oder Ozon ausgesetzt. Die kontinuierliche Einwirkung dieser Bedingungen verschlechtert Gummimischungen, was möglicherweise zu Rissen in Schläuchen führt, die nicht unter Berücksichtigung des Witterungsschutzes formuliert wurden.

Abriebfestigkeit. Einmal in Betrieb, Schläuche kommen regelmäßig mit anderen Geräteteilen oder Umweltgefahren in Kontakt. Kontinuierliches Reiben oder Schaben an anderen Oberflächen erodiert die Schlauchabdeckung, was zu Korrosion oder Ermüdung in den Verstärkungsschichten des Schlauchs und schließlich zu Schlauchversagen führen kann. Zum Beispiel bürsten Hydraulikschläuche an Forstmaschinen regelmäßig gegen Baumstämme und Äste. Da Abrieb die häufigste Ausfallart für Schläuche ist, ist eine hohe Reißfestigkeit entscheidend.

Haltbarkeit. Lange Nutzungsdauer ist für Hydraulikschläuche, besonders in den Anwendungen wichtig, in denen Stillstandszeit wegen eines defekten Schlauches Millionen Dollar in den Verlusten kosten kann. Langlebigkeit ist oft eine Funktion der Fähigkeit des Schlauches, hohen Drücken standzuhalten, wobei der dynamische Druck die größte Herausforderung darstellt. Bei Anwendungen mit kontinuierlich steigendem und fallendem Druck führt Ermüdung zu Ausfällen. Diese Impulsanwendungen erfordern Schläuche aus langlebigen Verbindungen, die ermüdungsbeständig sind.

Kautschuklieferanten testen ihre Materialien, um sicherzustellen, dass sie anspruchsvolle Spezifikationen erfüllen. Hier wird Gummi dehnungsgeprüft.

Formulierung ist der Schlüssel

Jede dieser Schlaucheigenschaften wird davon beeinflusst, aus welchem Gummi der Schlauch besteht (der Formulierung) und wie der Schlauch aufgebaut ist. Gummimischungen können 5 bis 30 Inhaltsstoffe enthalten und jeder spielt eine bestimmte Rolle.

Mehrere Industriestandards tragen dazu bei, ein Mindestmaß an Leistung in Hydraulikschläuchen zu gewährleisten (z. B. SAE und ISO), bieten jedoch lediglich eine Basis. Schlauchhersteller mit fortschrittlichen Gummiformulierungen und Konstruktionsexpertise können OEMs dabei helfen, eine Schlauchleistung zu erzielen, die über Industriestandards hinausgeht und die Langlebigkeit und Verfügbarkeit erhöht.

Die Formulierung von Gummi für einen bestimmten Satz von Leistungsmerkmalen kann schwierig sein. Zum Beispiel:

  • Eine Chemie, die Gummi ein gewünschtes Maß an Flexibilität verleiht, kann die Abriebfestigkeit verringern.
  • Spezifikationen, die eine bestimmte Gummihärte erfordern, können eine hohe Reißfestigkeit nicht berücksichtigen.
  • Eine Polymermischung, die einen Schlauch hohen Temperaturen widerstehen lässt, kann mit einigen Systemmedien oder Hydraulikflüssigkeiten nicht kompatibel sein.

Die richtige Chemie- und Polymerbalance für eine kritische Schlauchanwendung zu finden, ist wichtig; dies erfordert ein hohes Maß an Formulierungskompetenz und Erfahrung sowie den richtigen Entwicklungsprozess.

Selbst wenn eine Formulierung stimmt, ist ein Schlauch nur so gut wie die Materialien, aus denen er besteht. Aus diesem Grund sind die Beschaffung und Lieferung von Rohstoffen für die Schlauchqualität von entscheidender Bedeutung. Gute Schlauchhersteller wissen genau, woher ihre Rohstoffe kommen und ob ihre Lieferanten ihnen konsequent hochwertige Rohstoffe schicken. Sie kontrollieren auch ihre Herstellungsprozesse streng und verfügen über strenge Rückverfolgbarkeitsprogramme. Mit der Rückverfolgbarkeit können Hersteller Fehler in der Produktion oder Versorgung nach einem Schlauchausfall lokalisieren und hoffentlich ähnliche Fehler in Zukunft verhindern.

Die richtige Mischung finden

Leistungsmerkmale und hochwertige Rohstoffe sind wichtig, aber bei der besten Gummiformulierung geht es um mehr als nur die chemischen Eigenschaften.

Wenn ein Schlauch bestimmte Leistungsmerkmale benötigt, sollten OEMs eng mit einem Schlauchhersteller zusammenarbeiten. Mit den Leistungsanforderungen und der Anwendungsabsicht des OEM sollte ein Hersteller in der Lage sein, eine Gummiformulierung und eine Schlauchkonstruktion von Grund auf anzupassen, um die richtige Leistung zu erzielen.

Zum Beispiel arbeiten erstklassige Schlauchhersteller eng mit Kunden zusammen, um Schläuche mit spezifischen Anwendungsanforderungen zu liefern. Der Prozess beginnt in der Regel mit der Überprüfung der Kundenbedürfnisse und der Entwicklung von Kleinserien-Prototypen, um sicherzustellen, dass der Gummi die richtigen Leistungsmerkmale aufweist. Nachdem beschleunigte Lebensdauertests in den Labors des Herstellers die Leistung überprüft haben, testet der Kunde den Schlauch vor Ort, um sicherzustellen, dass er den realen Bedingungen standhält. Sobald die richtige Mischung bestimmt ist, kann die Produktion in vollem Umfang mit geprüften Ausgangsmaterialien hochgefahren werden, um Schläuche bei Bedarf in die Hände des Kunden zu bekommen.

Es ist ein strenger und lohnender Prozess. Hydraulikschläuche müssen unter zunehmend schwierigen Bedingungen in einer Vielzahl wichtiger Anwendungen auf der ganzen Welt eine sichere und zuverlässige Leistung bieten. Es gibt keinen Raum für Kompromisse.

Christopher Schwab ist Senior Product Manager für Eatons Gummihydraulikschlauch- und Fitting-Produkte, und Aaron Clark ist Material Science Manager und Chief Chemist bei Eaton.

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