Ein pneumatischer Antriebszylinder senkt den Luftverbrauch und optimiert den Bremsvorgang, wenn Ventileinheit und hydraulische Dämpfung integriert sind. Dies steigert die Energieeffizienz und baut den Kostenvorteil pneumatischer Antriebe weiter aus.
Aufgrund der niedrigen Investitionskosten werden für viele Anwendungen in der Antriebstechnik Pneumatikzylinder eingesetzt. Darunter befinden sich sehr häufig Einsatzfälle wie beispielsweise das Spannen, Klemmen oder Greifen von Werkstücken. Aber auch einfache Bewegungsaufgaben wie zum Beispiel Heben und Senken werden damit durchgeführt.
Der Blick in eine üblich ausgelegte pneumatische Anlage zeigt, dass sich dort häufig meterlange Schläuche befinden, die von Ventilen zu den pneumatischen Antrieben führen. In diesen Konstruktionen steckt unter energetischen Gesichtspunkten erhebliches Einsparpotential. Ein Beispiel: Aufgrund der Schlauchlänge verbraucht beispielsweise ein System, das aus einem Antriebszylinder Durchmesser 50 mm mit 160 mm Hub, einem Abstand zum Ventil von nur 3 m und einem Schlauch mit Innendurchmesser von 7,5 mm besteht, circa 40 % mehr Luft. Hier muss die Integration von Ventilen direkt in die pneumatischen Antriebe besonders im Sinne der Anlagenbetreiber vorangetrieben werden, um die nach jedem Hub umgesetzte Energie zu minimieren.
Schaut man nun weiter in konstruktive Details pneumatischer Antriebszylinder, findet sich üblicherweise eine pneumatische Endlagendämpfung zum Abbremsen der bewegten Masse. Diese Dämpfung ist sehr einfach und kostengünstig aufgebaut und nutzt am Hubende über die Kompression der Druckluft eine ansteigende Gegenkraft zum Abbremsen der Last. Die Kennlinie ist steil ansteigend und die maximale Bremskraft steht erst am Hubende zur Verfügung.
Demgegenüber hat ein hydraulischer Stoßdämpfer den Vorteil, nicht erst am Hubende den größten Teil der Energie umzusetzen. Bei ihm erfolgt dies linear über den gesamten Bremsweg, indem Hydrauliköl über mehrere Drosselöffnungen verdrängt wird. Da über dem Bremshub die Anzahl der wirkenden Drosselbohrungen abnimmt, bleibt die Bremskraft nahezu konstant, die bewegte Masse wird weich aufgenommen und über den gesamten Bremsweg gleichmäßig verzögert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine hydraulische Dämpfung einen größeren Bereich an unterschiedlichen Massen, Geschwindigkeiten und Kräften ohne Nachjustierung abdecken kann.
Die von Norgren vorgestellte Antriebseinheit vereint diese genannten Vorteile in einem anschlussfertigen Produkt. Dies reduziert den kundenseitigen Montageaufwand, elektrisch und pneumatisch, auf ein Minimum. Ebenso ergeben sich für den Anlagenbetreiber erhebliche Einsparungspotenziale im Betrieb. Basis ist ein Antriebszylinder aus dem Standardprogramm nach ISO 15552. Dieser zeichnet sich durch sein konvexes Profil mit reduzierten Kanten und guter Reinigungsfähigkeit aus. Einstellbare Endlagenabfrage und Ventil (5/2 oder 5/3 Wege) sind vollständig integriert.
Dazu kann wahlweise ein hydraulisches Dämpfungsmodul addiert werden, das eine erheblich höhere Leistungsdichte besitzt als eine pneumatische Standarddämpfung. Unabhängig von den pneumatischen Betriebsparametern können damit wesentlich größere Massen sicher abgebremst werden. Die Antriebseinheit wird in Schutzklasse IP68 geliefert, Atex ist auf Anfrage erhältlich.
Martin Engels Norgren, Alpen
Smarte Lösungen für die Umwelt
Der nachhaltig tragbare Umgang mit Naturressourcen gehört zu den obersten Prioritäten von Norgren. Im Rahmen seiner diesjährigen Kampagne „Let’s talk“ stellt der Pneumatikhersteller weitere Produkte zum Thema Energieeinsparung vor, etwa den Smart-Zylinder PRA/282000.
Ein Beispiel: Durch die „All-In-One“-Lösung des Zylinders sind bereits Geschwindigkeitsregulierung, Wege- und Pilotventile sowie Magnetschalter im gleichen ISO-Bauraum integriert. Dadurch verkleinert sich direkt das Totvolumen zwischen Zylinder und Ventil, da auf Verschlauchung und diverse Verbindungselemente komplett verzichtet werden kann. Dies reduziert unmittelbar den Luftverbrauch einer Anlage.
Weitere Informationen unter
www.lets-talk-norgren.eu
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