Ein Stoßdämpfer am Pneumatik-Zylinder bremst bewegte Massen effizient. So kann der Anwender einen kleineren Zylinder einsetzen, da er nicht auf dessen Luftvolumen zum Dämpfen angewiesen ist. Und die Taktrate steigt erheblich. Einfachere Konstruktion, weniger Druckluft im täglichen Einsatz, geringerer Stromverbrauch: Von diesen Vorteilen können Anwender von Pneumatik-Lösungen profitieren, wenn sie die bewegten Massen nicht mit dem Luftpuffer im Zylinder, sondern mit Stoßdämpfern abbremsen.
Robert Timmerberg ist Fachjournalist in Düsseldorf
Was eine solche Konstruktionsweise bringt, zeigt das Beispiel eines Entnahmeautomaten für die Kunststoffverarbeitung. Dipl.-Ing. Edwin Dupslaff, Geschäftsführer der Kiersper Dupslaff GmbH, ist damit sehr zufrieden: „Was zunächst mit einer Steigerung von 120 auf 240 Takte pro Stunde im Testbetrieb klappte, haben wir schließlich zur Serienreife gebracht.“
Sein Unternehmen stellt Handling-Systeme her, die bei allen Bewegungen sehr dynamisch arbeiten müssen. „Bei dem Projekt mit den Stoßdämpfern kam es uns darauf an, für unsere Kunden die besten Voraussetzungen zu schaffen, um kratz- und stoßempfindliche Spritzgießteile möglichst schnell zu entnehmen“, erläutert der Geschäftsführer.
Im dreiachsigen, pneumatisch angetriebenen Handling-System der Kiersper wurden daher die vertikalen y1- und y2-Achsen mit fünf Klein-Stoßdämpfern vom Typ MC 600 M der Langenfelder ACE GmbH ergänzt. In gleicher Weise sind auch die horizontalen Endlagen gesichert.
Die neu eingebauten Dämpfer bremsen gleichmäßig über die ganze Strecke, die für das Reduzieren der Geschwindigkeit zur Verfügung steht, und ihre Kennlinien sind nach Angaben des Herstellers absolut linear. Das unterscheidet ihre Wirkung vom Bremsvorgang, der mit der Druckluft im Zylinder zu erreichen ist: Die Kompressibilität der Luft führt dazu, dass erst am Hub-ende der größte Teil der Energie abgebaut wird.
„Daher werden unsere Präzisionsmaschinen in der Konstruktion mit den Dämpfern viel weniger belastet als beim Abbremsen durch Luftpuffer“, lobt Unternehmenschef Dupslaff. Darüber hinaus seien eine große Wiederholgenauigkeit und hohe Geschwindigkeiten zu erreichen.
Schon in den ersten Testläufen hatte sich gezeigt, dass sich die Verfahrgeschwindigkeit steigern ließ, wenn die Dämpfer für ein effizienteres Abbremsen sorgten. Nun bremsen sie bis zu 25 kg schwere Teile, die sich mit einer Geschwindigkeit von 1,2 m/s bewegen, so zuverlässig ab, dass die Kiersper gern auf die Möglichkeit der pneumatischen Endlagendämpfung verzichten.
Laut Dupslaff ist die Familie der Entnahmeautomaten vom Typ E 600 L1T bis zum Typ E 1400 L1T nicht zuletzt wegen der zusätzlichen Stoßdämpfer um einiges schneller und wirtschaftlicher als die Vorgängerserie – und zudem kompakter im Aufbau.
Als weitere Vorteile des Stoßdämpfer-Tunings nennt der Geschäftsführer die hohe Betriebssicherheit und die lange Lebensdauer der neuen Entnahmeautomaten. Diese Eigenschaften sind zu erreichen, weil die Konstruktion stabiler wurde und verschleißärmere Bewegungsteile zum Einsatz kommen. Außerdem ließen sich sowohl die Entwicklungs- als auch die Betriebskosten senken.
Höhere Taktrate bei niedrigeren Betriebskosten
Der Einsatz zusätzlicher Maschinenelemente hat sich also für die Kiersper gelohnt: Sie habe durch einen wirkungsvolleren Abbau der kinetischen Energie ihre Maschine optimiert und die Antriebe mit den Dämpfern regelrecht getunt.
Industrie-Stoßdämpfer, wie sie im beschriebenen Beispiel verwendet werden, haben Druckfedern und Gummipuffer schon in vielen Industriebereichen abgelöst – im Pneumatik-Bereich sind sie aber noch etwas Besonderes.
Gerade in Zeiten kompakterer Konstruktionen lässt sich das Prinzip des Tunings durch verbesserte Endlagendämpfung sehr gut auf kleine pneumatische Antriebe anwenden: Dafür stehen Stoßdämpfer mit Gewinden von M 6 bis M 130 zur Verfügung, die serienmäßig eine Energieaufnahme von 1 Nm bis 126 500 Nm pro Hub bieten. Damit sind alle gängigen Zylinder-Durchmesser abgedeckt, wie die Langenfelder betonen.
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