Elektrisch angetriebene Stellzylinder der Baureihe IsoMove sind ein vollwertiger, umweltfreundlicher Ersatz für pneumatische Stellzylinder. Sie eignen sich besonders für Applikationen, in denen Pressluft nicht empfehlenswert ist – beispielsweise als Antrieb beim Thermo-Umformen in Verpackungsmaschinen.
In der Automatisierungspraxis setzen sich elektrisch betriebene Stellzylinder immer mehr durch: Energieeffizienz und Umweltschutz im Blick, entscheiden sich immer mehr industrielle Anwender für die platzsparende und emissionsarme Alternative zu pneumatischen Zylindern. Vorteilhaft sind auch ihre hohe Dynamik und Positioniergenauigkeit: So sind IsoMove-Stellzylinder von A-Drive durch ihre besonders gute Regelbarkeit erste Wahl in allen Anwendungen, bei denen dadurch der Maschinendurchsatz erhöht und die Produktqualität verbessert werden kann. Sie eignen sich für einen Kraftbereich bis 100 kN und Geschwindigkeiten bis 1 m/s.
Der verwendete Servoantrieb ist immer geregelt und eröffnet so neue Anwendungsmöglichkeiten. Durch die Austauschbarkeit mit der Pneumatik gibt es die Möglichkeit, auch beide Technologien alternativ einzusetzen und so Maschinen mit gesteigerter Maschinenleistung und optimierten Prozessabläufen anbieten zu können. „Die Steuerung ist besonders bei anspruchsvollen Anwendungen wesentlich einfacher mit elektrischen Aktoren zu realisieren“, weiß Kurt Metz, Produktmanager Servosysteme bei A-Drive in Taunusstein.
Stellzylinder der IsoMove-Baureihe sind optional mit Edelstahlgehäuse oder lebensmittelechten Lackierungen erhältlich. „Sie eignen sich somit auch für aseptische Umgebungen und für Branchen mit besonderen Hygiene-Anforderungen, wie zum Beispiel die Verpackungsbranche, die Lebensmittelindustrie und die Medizintechnik“, sagt Metz. Zu den typischen Einsatzbereichen der Servodrive-Stellzylinder gehören außerdem Montage-, Handling- und Verpackungssysteme, Test- und Messmaschinen, dynamische Simulatoren und ganz besonders die Kunststoffbearbeitung. In diesem Umfeld lassen sich die IsoMove-Produkte nicht nur einsetzen, um die Energieeffizienz zu verbessern, sie können bestehende Prozesse auch durch mehr Präzision und Leistung spürbar optimieren. In neu geplanten Anlagen kann zudem auf die umfangreiche Pneumatik-Peripherie für die Drucklufterzeugung und -verteilung verzichtet werden. Durch den eingesparten Bauraum werden kompaktere und weniger wartungsintensive Anlagen möglich. So lässt sich bei Bedarf der Ausstoß durch die Aufstellung einer größeren Anzahl von Maschinen kurzfristig erhöhen.
Besonders gut bewährt sich die Stellzylinder-Serie etwa als elektrischer Antrieb bei der Thermo-Umformung in Verpackungsmaschinen. Bei diesem Prozess erfolgt zunächst eine Erwärmung der Folie – dadurch wird sie elastisch und lässt sich mit einem Werkzeug in die vorgegebene Form ziehen. Nach Abkühlung in der Form werden die Teile geschnitten oder gestanzt. Mit dieser Methode lassen sich unter anderem Joghurt-Becher fertigen. Für das Tiefziehen der Folie ist ein elektrischer Antrieb unabdingbar, denn nur so lassen sich die hohen Anforderungen an die Prozessqualität erfüllen.
Bei der Baureihe IsoMove wird die Linearbewegung per kostengünstigem Kugelgewindetrieb erzeugt, so dass eine hohe Gleichlauf- und Positionier-Genauigkeit gewährleistet ist. Kraft und Geschwindigkeit lassen sich flexibel anpassen, zudem ist eine Drehmoment-Stütze integriert. Die Antriebsmotoren können sowohl axial als auch parallel angebaut werden und erfüllen die bekannten Kinematik-Anforderungen. „Durch den Einsatz eines elektrischen Aktuators wird die Produktqualität entscheidend verbessert“, weiß Kurt Metz. „Aufgrund des wesentlich geringeren Energieverbrauchs profitiert der Betreiber zudem von stark reduzierten Betriebskosten.“ Die Anschaffungskosten sind mit denen eines pneumatischen Antriebs vergleichbar, weil bei einem Einsatz von IsoMove kein Proportionalventil benötigt wird.
Die IsoMove-Stellzylinder sind derzeit in sieben Baugrößen erhältlich, die an die ISO-Abmessungen der Pneumatik angepasst sind. Dank der Anschlusskompatibilität zu pneumatischen Zylindern nach ISO 15552:2004 lassen sich die elektrischen Stellzylinder mit Kugelgewindetrieb problemlos in pneumatische Systeme integrieren. Die baugleichen Flansche sowie weitgehend identische Anbauteile reduzieren für Anwender das Risiko einer Umstellung von pneumatisch auf elektrisch angetriebene Stellzylinder deutlich. Alternativ können so innerhalb einer Anlage sowohl pneumatische als auch elektrische Stellglieder eingesetzt werden. Auf diese Weise können die Anwender von den Vorteilen beider Antriebstechnologien und somit von einem optimalen Kosten-Nutzen-Verhältnis profitieren.
Die verwendeten Kugelgewindetriebe sorgen für eine sehr präzise Positionierung und bieten durch die Reduzierung der Reibung viele Vorteile: Es entsteht weniger Wärme, es werden geringere Antriebskräfte benötigt, höhere Geschwindigkeiten sind möglich und der geringere Verschleiß sorgt für eine insgesamt längere Lebensdauer. Die präzisere Positionierung, der lange Hub und die für Kugelgewindetriebe typische Steifigkeit und Effizienz ermöglichen es Konstrukteuren, zuverlässige Anlagen mit kurzen Zykluszeiten und extrem langer Lebensdauer zu realisieren. In der Kombination mit modernen Servomotoren der neuesten Generation mit regelbarer Geschwindigkeit, Drehmoment und Positionierung lässt sich mit den Servodrive-Stellzylindern eine Vielzahl unterschiedlicher Bewegungsabläufe ausführen. Aus einem einfachen Zylinder wird so ein echtes Automatisierungssystem mit kompakten Baumaßen, hoher Leistung und niedrigen Wartungskosten.
Ganz besonders profitiert der Endverbraucher von den elektrischen Aktoren der Baureihe IsoMove. Die Betriebskosten sinken nicht nur durch den wesentlich geringeren Energieverbrauch, sondern auch durch die im Vergleich zur Pneumatik fast wartungsfreien Antriebe. Von den Umweltaspekten ganz zu schweigen. Im direkten Vergleich können so trotz höherer Investition die Stückkosten reduziert und ein Beitrag für die Zukunft geleistet werden.
Manfred Brucksch-Richter A-Drive Technology, Taunusstein
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