Fissaggio di assi in una rettificatrice
cilindro idraulico, unità di bloccaggio
Oggigiorno, sulle tratte ad alta velocità vengono posate traverse fisse in calcestruzzo. “Per gli elementi stradali prefabbricati che abbiamo sviluppato per l'ICE, lavoriamo con una precisione da 0,1 a 0,2 mm”, afferma Dipl.-Ing. Stefan Bögl, responsabile del settore Ricerca e Sviluppo presso Max Bögl GmbH & Co. KG.
Questi elementi grandi e massicci vengono prodotti in condizioni controllate in un edificio di fabbricazione chiuso e, a parità di prezzo, raggiungono una qualità notevolmente superiore rispetto alle carreggiate colate all'aperto direttamente nel letto del binario.
Il prerequisito per la rettifica precisa dei componenti finiti è il fissaggio durante la lavorazione. Con i cilindri idraulici e il bloccaggio di sicurezza Hänchen tramite l'unità di bloccaggio a molla, si ottiene un fissaggio preciso a 0,01 mm durante la lavorazione, nonostante la massa e le dimensioni dei grezzi.
- Impiego a risparmio energetico dell'azionamento idraulico
- I cilindri posizionano il componente con una precisione di 0,01 mm
- Protezione dallo sporco tramite soffietto
- Cilindro idraulico ed elemento di bloccaggio come unità completa
- Peso degli elementi stradali: 9 tonnellate
- Garantire una precisione di 0,1 – 0,2 mm
- Protezione degli azionamenti dalla polvere di rettifica
- Possibilità di spegnere l'idraulica durante il processo di rettifica, con contemporaneo posizionamento esatto del pezzo
- Cilindro idraulico serie 120 per fino a 150 bar
- Alesaggio 60 mm, Ø stelo 40 mm, corsa 60 mm
- Trasduttore di forza
- Valvola proporzionale
- Sistema di guida: Servoslide® per velocità fino a 0,5 m/s
- Unità di bloccaggio Ratio-Clamp® con una forza di tenuta di 50 kN
- Fissaggio esatto a 0,01 mm durante la lavorazione
Il processo di produzione
In una prima fase, il grezzo in calcestruzzo speciale viene colato a testa in giù. Due reti di armatura conferiscono la necessaria resistenza, una è realizzata come rete piatta, l'altra ha un profilo tridimensionale. Sei trefoli di acciaio sporgono da ogni lato dalla piastra di calcestruzzo e possono essere avvitati all'elemento di pavimentazione successivo prima che lo spazio venga riempito di calcestruzzo in loco. Dopo la colata della forma in fabbrica, i vibratori compattano il materiale da costruzione per garantire un materiale privo di inclusioni. Il corpo del binario spianato, anche sul lato inferiore, si indurisce, per cui il ritiro tipico del materiale, a differenza del montaggio esterno, avviene in condizioni esattamente controllabili.
Il profilo del binario
L'esattezza necessaria per il montaggio delle travi del binario non può essere raggiunta solo con una colata di precisione. Inoltre, i singoli elementi devono avere forme individuali, poiché ognuno è realizzato su misura per il rispettivo profilo del binario e del terreno. Ciò riguarda i raggi di curvatura, le curve di transizione, le conche, le sommità, nonché altri profili del terreno. A seconda dell'andamento del percorso, può quindi esserci un proprio profilo tridimensionale per ciascuna delle piastre lunghe 6,5 metri e larghe 2,55 metri.
Fresatura di precisione nel calcestruzzo
Una mola con una larghezza di 200 mm è azionata da un mandrino da 100 kW e rettifica gli elementi della pavimentazione prodotti con una sovramisura di 2 mm dopo l'indurimento. Vengono lavorati 2 metri al minuto e, in un'unica operazione, vengono rimossi fino a 2 mm con il metodo a umido. Ciò impedisce il surriscaldamento e l'estrema formazione di polvere. Il mandrino applica una forza di taglio fino a una tonnellata. In combinazione con le dimensioni e un peso degli elementi della pavimentazione di 9 tonnellate, esiste quindi il rischio che le parti fuse da lavorare si pieghino nell'intervallo di 0,1 mm nonostante l'armatura. Sebbene il posizionamento e il mantenimento in posizione di un pezzo siano in realtà un processo semplice, esistono quindi condizioni quadro che pongono requisiti estremamente elevati agli azionamenti lineari.
Bloccaggio idraulico
Dopo aver fatto avanzare il corpo in calcestruzzo tramite una rulliera, sei cilindri idraulici lo posizionano. Sono tutti dotati di celle di carico. Su ogni lato sono disposti tre cilindri idraulici. Tre di questi cilindri, due a sinistra alle estremità, uno a destra al centro, sono dotati di valvole proporzionali e, in quanto attuatori lineari, fanno parte di un circuito di regolazione controllato tramite un PLC Siemens 840 D NC. Gli altri tre cilindri idraulici si portano nella posizione finale, mentre i tre cilindri di regolazione posizionano l'elemento della carreggiata con una precisione di 0,01 mm. Tutti e sei i cilindri idraulici hanno un alesaggio di 60 mm, un diametro stelo di 40 mm, una corsa di 60 mm e sono dotati di interruttori di prossimità. Non appena viene raggiunta la posizione finale, vengono posizionati altri quattro cilindri idraulici per il supporto. Successivamente, sei cilindri idraulici bloccano il pezzo di grandi dimensioni dai lati. Questi sono progettati anche per assorbire eventuali forze trasversali che si presentano sullo stelo pistone. Tutti i cilindri idraulici appartengono alla serie 120, sono adatti per pressioni fino a 150 bar e sono testati a 1,5 volte la pressione. I sei cilindri di sollevamento e mantenimento e tre dei cilindri di serraggio laterali sono realizzati con il sistema di guida Servoslide®. Questa qualità Hänchen è dotata di una speciale guida in plastica per proprietà di attrito ottimizzate. Le superfici di scorrimento di questa guida hanno un effetto smorzante delle vibrazioni, evitano la pressione sui bordi e garantiscono movimenti ampiamente privi di stick-slip. L'elevata precisione di fabbricazione e i piccoli giochi della guida garantiscono un impiego duraturo con velocità pistone fino a 0,5 m/s. Inoltre, quattro cilindri idraulici bloccano le teste di levigatura.
Cilindri a catalogo Hänchen
Vengono impiegati cilindri a catalogo Bögl di Hänchen. Con investimenti milionari, lo specialista in idraulica ha convertito negli ultimi anni l'intera progettazione e sviluppo in un sistema CAD tridimensionale multistrato, appositamente progettato per una costruzione modulare. La modularizzazione è così fondamentale che ogni contorno di foratura rappresenta già un modulo, che viene memorizzato centralmente una sola volta. Tramite il configuratore di prodotti online HÄKO, il cliente può accedere a questo sistema modulare anche in visualizzazione spaziale sul PC. In questo modo, l'azienda di Ostfildern, vicino a Stoccarda, offre una varietà di varianti di prodotto personalizzate senza i costi e le incertezze di una costruzione speciale.
Unità di bloccaggio Ratio-Clamp®
Tutti i cilindri idraulici che agiscono dal basso e tre di quelli che agiscono lateralmente sono dotati della unità di bloccaggio brevettata Ratio-Clamp® di Hänchen. Uno dei bloccaggi laterali del tipo RCS 40 con un diametro di 40 mm è una versione speciale ed è stato modificato per poter assorbire le forze laterali senza danni. Tutte le unità di bloccaggio applicano una forza di tenuta di 50 kN non appena non c'è più pressione sul sistema idraulico. In questo modo consentono la lavorazione con il circuito del fluido senza pressione. L'unità di bloccaggio Ratio-Clamp®, testata anche dal TÜV, si assume ad esempio compiti rilevanti per la sicurezza nella produzione, poiché il bloccaggio viene rilasciato solo quando è presente pressione. In questo stato di commutazione, lo stelo può essere spostato liberamente in entrambe le direzioni. Un calo di pressione rilascia l'energia immagazzinata nelle molle a tazza, che applica la forza di tenuta sullo stelo tramite un elemento di bloccaggio conico. Questo processo può essere innescato automaticamente da un calo di pressione mirato da parte del controllo, ma anche in caso di interruzione di corrente o danni al sistema. La forza di bloccaggio viene mantenuta senza alimentazione di energia per un tempo indefinito, fino a quando non viene ripristinata la pressione di sbloccaggio e lo stelo pistone diventa quindi liberamente mobile. Anche in caso di occasionale spinta dello stelo su brevi distanze in caso di superamento della forza di tenuta dichiarata, non si verificano danni al sistema. In questo modo è possibile mantenere il corpo in calcestruzzo in posizione esatta senza pressione idraulica o controllo durante il tempo di lavorazione di mezz'ora. L'unità di bloccaggio Ratio-Clamp® è disponibile di serie come unità completa o in combinazione con un cilindro idraulico. Il cliente può creare questa soluzione nel catalogo elettronico tramite un oggetto CAD in scala con tutte le dimensioni di montaggio, convertirlo ed esportarlo come set di dati 2D o 3D, ad esempio in formato Autocad.
Una collaborazione di successo
Dopo la fresatura, i corpi in calcestruzzo ricevono un numero di identificazione per posizionare la trave corretta nel posto giusto. Su un totale di 70 km viene posata per la prima volta la "Feste Fahrbahn Bögl", un progetto innovativo che fa parte di un portafoglio diversificato: l'offerta dell'azienda familiare francone di terza generazione, che con 4000 dipendenti genera un fatturato di 750 milioni di euro, spazia dalla casa prefabbricata allo stadio di calcio chiavi in mano per i Mondiali.
Nuove strade con il calcestruzzo
Con la produzione della "Feste Fahrbahn", Bögl e Hänchen dimostrano che nella lavorazione del calcestruzzo sono possibili strade completamente nuove: l'utilizzo anche di grandi componenti come prodotto di precisione. Entrambe le aziende hanno potuto unire le proprie competenze in questo progetto: lo specialista dell'idraulica dimostra l'elevata capacità di prestazione e la precisione dei suoi cilindri idraulici anche in condizioni ambientali difficili, nonché le possibilità della sistematica modulare di costruzione e prodotto, che risolve anche compiti impegnativi senza costruzioni speciali e l'approccio di una completa soluzione di azionamento idraulica, incluso il bloccaggio di sicurezza mediante unità di bloccaggio. "Per noi, la collaborazione durante il periodo di sviluppo da settembre 2002 a ottobre 2003 e la produzione da allora in poi a tre turni si è dimostrata valida", conferma Stefan Bögl. E l'azienda familiare dimostra così in modo esemplare, con il proprio settore di ricerca e sviluppo, prospettive completamente nuove per elementi costruttivi che vengono prodotti in condizioni ambientali esatte con una precisione e una ripetibilità finora sconosciute. Nonostante la crisi nel settore edile, l'azienda è stata finora in grado di garantire sia i propri posti di lavoro che i propri utili con questo concetto di innovazione e soluzione completa.
© Hänchen 2005