Auswahl von Crimpwerkzeugen für Hochdruck-Hydraulikschläuche

Der Begriff "Hochdruck" wird oft ungenau verwendet. Bei Hydraulikschläuchen hat er eine spezifische Bedeutung, und diese Bedeutung verändert, was das Crimpwerkzeug leisten muss. Ein Hochdruck-Crimpwerkzeug für Hydraulikschläuche ist nicht einfach eine Version einer Standard-Werkstattmaschine mit höherer Tonnage. Es ist eine Maschine, die dafür konstruiert ist, bestimmte Schlauchkonstruktionen zu crimpen – mehrdrähtige Spiralschläuche wie EN 856 4SH, 4SP, SAE 100R12, R13 und R15 – und Konfektionierungen herzustellen, die Berst- und Impulsprüfungen bei den Drücken überstehen, für die diese Schläuche ausgelegt sind.

Der ehrliche Ausgangspunkt ist dieser. Druck gehört zur Konfektionierung, nicht zum Werkzeug. Eine korrekt gecrimpte Konfektionierung entspricht dem veröffentlichten Betriebsdruck des Schlauchs; eine schlecht gecrimpte Konfektionierung kann weit darunter versagen. Die Aufgabe des Werkzeugs ist es, die Kaltverschweißung zwischen Ferrule, Drahtverstärkung und Armaturenschaft herzustellen, die es der Konfektionierung ermöglicht, ihren Nenndruck zu erreichen. Tonnage ist für diese Verbindung notwendig, aber Tonnage allein ist nicht ausreichend – Matrizenprofil, Schälvorgang und ein verifizierter Crimp-Solldurchmesser sind ebenso wichtig. Die Wahl eines Hochdruck-Crimpwerkzeugs für Hydraulikschläuche ist daher eine Frage der Abstimmung der Maschine auf die Schlauchkonstruktion und nicht nur des Kaufs der größten Tonnage auf dem Boden.

Hochdruck gehört zur Konfektionierung, nicht zum Werkzeug

Die Druckstufe gehört zum Schlauch, nicht zur Maschine. Eine korrekt gecrimpte Konfektionierung entspricht dem veröffentlichten Betriebsdruck des Schlauchs; eine schlecht gecrimpte Konfektionierung kann weit darunter versagen. SAE J517 definiert die Druckklassen, und die nachstehende Tabelle zeigt, wo die praktische Grenze liegt.

Die praktische Grenze für "Hochdruck" beim Schlauchcrimpen liegt normalerweise bei etwa 4.000 psi Betriebsdruck – der Punkt, an dem Geflechtschlauch dem Spiralschlauch weicht. Unterhalb dieser Grenze wird Zwei-Draht-Geflechtschlauch auf einer 60–95-Tonnen-Maschine verarbeitet. Oberhalb davon ändert sich die Konstruktion von Geflecht zu Spirale, die Ferrule-Wand wird dicker und die Tonnage-Anforderung springt.

Warum 4SH und 4SP schwieriger zu crimpen sind

Spiralschlauch ist aus vier Gründen schwieriger zu crimpen als Geflechtschlauch, und jeder davon zeigt sich in der Maschinenspezifikation.

Die ersten beiden Gründe treiben die Tonnage. Ein Zwei-Draht-Geflechtschlauch mit 1" ID wird bei etwa 80–100 Tonnen gecrimpt. Ein Vier-Draht-Spiralschlauch mit derselben ID wird bei 100–137 Tonnen gecrimpt, weil der Bediener vier Lagen hochfesten Draht plus eine dickere Ferrule-Wand in einem einzigen Hub verformt. Deshalb endet eine 95-Tonnen-Maschine bei 1" Spirale und eine 137-Tonnen-Maschine ist der Werkstattstandard für 1" bis 1-1/2" Spirale.

Der dritte Grund treibt die Werkzeugausstattung. Schälen entfernt die äußere Gummiabdeckung, damit die Ferrule den Draht direkt greift. Ein auf ein Schälsystem abgestimmter Matrizensatz muss blanken Draht komprimieren, nicht gummiüberzogenen Draht, und die Crimpanweisung ist für die beiden Systeme unterschiedlich.

Maschineneingaben für Hochdruckschlauch

Die nachstehende Tonnage-Tabelle ordnet den Hochdruckschlauchbereich den TRC-Modellen zu. Die Zahlen sind typische Anforderungen für ordnungsgemäß geschälte, ordnungsgemäß abgestimmte Konfektionierungen.

Wir empfehlen, die Maschine für die Dauerproduktion eine Klasse über dem Minimum zu dimensionieren. Eine 1"-4SH-Montage liegt an der Grenze der Leistungsfähigkeit einer 100-Tonnen-Maschine; in der Produktion führt diese Grenze zu Zykluszeitdrift und Matrizenverschleiß. Eine 137-Tonnen-Maschine führt dieselbe Montage in der Mitte ihres Bereichs aus, mit Spielraum für die dickwandige Hülse und für den Matrizenverschleiß im Laufe der Zeit.

Die Frage des Schälens

Das Schälen wird durch das Armaturensystem bestimmt, nicht durch die Druckklasse. Eine einteilige, schälfreie Armatur erfordert auch bei hohem Druck kein Schälen. Eine zweiteilige Klemmarmatur erfordert fast immer ein Schälen, da die Hülse den Draht direkt greifen muss, um die Kaltverschweißung zu bilden.

Der Haken ist, dass das Schälen einen Prozessschritt und eine Fehlerquelle hinzufügt. Ein zu wenig geschälter Schlauch hinterlässt Gummi zwischen Hülse und Draht, und die Kaltverschweißung versagt unter Impulsbelastung. Ein zu stark geschälter Schlauch beschädigt den Draht, und die Baugruppe versagt beim Berstdruck. Schältiefe und -länge werden vom Armaturenhersteller vorgegeben und müssen gemessen, nicht geschätzt werden.

TRCs Schäl-Linie: TRC SH50 (manuell, kostengünstig) und TRC S50 (elektrisch, Werkstatt).

Validierung: Warum Berstdruck- und Impulstests wichtig sind

Eine Hochdruck-Baugruppe, die auf der Werkbank korrekt aussieht, kann dennoch fehlerhaft sein. Die Validierung unterscheidet eine haltbare Crimpung von einer, die beim ersten Impulszyklus versagt.

Für Hochdruckanwendungen sind diese Tests nicht optional. SAE J343 definiert das Impulstestverfahren: Die Baugruppe wird zwischen null und etwa 133% des Betriebsdrucks bei kontrollierter Öltemperatur für eine festgelegte Zyklenzahl wechselbelastet. Eine korrekt gecrimpte 4SH-Baugruppe übersteht 200.000 Zyklen; eine schlecht gecrimpte versagt in den ersten paar Tausend. Der Versagensmodus ist fast immer Herausziehen oder Leckage an der Hülse, nicht Schlauchbersten.

Die ehrliche Antwort zur Validierung. Eine Werkstatt, die Hochdruckschläuche für zahlende Kunden crimpt, benötigt mindestens einen Prüfdruck-Prüfstand und eine Impulsprüfkapazität, wenn die Kundenspezifikation dies erfordert. Sicht- und Maßprüfungen erkennen grobe Fehler. Sie erkennen nicht die Kaltverschweißungsfehler, die die Impulsprüfung aufdeckt.

Siehe die Schwerlastkategorie für das gesamte TRC-Sortiment.

Häufig gestellte Fragen

Welche Maschinen-Tonnage benötige ich für Hochdruckschläuche?

Das hängt von Größe und Konstruktion ab. Eine 1-Zoll-4SH-Baugruppe erfordert typischerweise 100–137 Tonnen. Eine 1-1/2-Zoll-4SH kann 200 Tonnen erfordern. Ein 2-Zoll-R13 erfordert 200–245 Tonnen. Bergbaugeeigneter 4-Zoll-R13 kann 500 Tonnen oder mehr erfordern. Im Zweifelsfall wählen Sie eine Klasse über dem Minimum für die Dauerproduktion.

Was ist der Unterschied zwischen 4SH- und 4SP-Schläuchen?

Beide sind vieradrige Spiralschläuche nach EN 856. 4SP ist bei kleineren Größen für höheren Druck ausgelegt; 4SH ist eine schwerere Konstruktion, die bei größeren Größen für ähnliche Drücke ausgelegt ist. In der Praxis hat 4SH eine dickere Wand und eine schwerere Hülse, weshalb der Tonnagebedarf bei gleichem Durchmesser höher ist.

Erfordert Hochdruckschlauch ein Schälen?

Es hängt vom Armaturensystem ab, nicht von der Druckklasse. Einteilige, schälfreie Armaturen erfordern kein Schälen. Zweiteilige Klemmarmaturen auf Spiralschläuchen erfordern fast immer eine Außenschälung und können auch eine Innenschälung erfordern. Das Crimpdatenblatt des Armaturenherstellers gibt die Schältiefe und -länge vor.

Käuferfrage: Wie validiere ich eine Hochdruckschlauch-Baugruppe?

Mit Prüfdruck-, Berst- und Impulsprüfungen nach ISO 1402 und SAE J343. Sicht- und Maßprüfungen sind notwendig, aber nicht ausreichend. Eine Prüfdruckprüfung mit dem doppelten Betriebsdruck deckt Leckagen auf. Eine Impulsprüfung mit 133% Betriebsdruck für die vorgeschriebene Zyklenzahl deckt Kaltverschweißungsfehler auf, die bei Sichtprüfungen übersehen werden.

Referenzen und technische Grenzen

• SAE J517 — Hydraulikschlauch. Referenz für SAE 100R Schlauchspezifikationen und Druckklassen.
• SAE J343 — Prüfverfahren für SAE 100R Schlauchleitungen. Definiert Prüfdruck-, Berst- und Impulsprüfungen.
• ISO/TS 17165-2:2018 — Hydraulikschlauchleitungen, Praktiken. Unterstützt das Prinzip des kontrollierten Systems.
• Wikipedia — Crimpen (Fügen)). Referenz für Kaltverschweißungsmechanik und Kriterien für gasdichte Crimpverbindungen.