Airbags nicht nur fürs Auto

Die Firma Zimmer ist seit über 26 Jahren im Bereich Maschinenbau-Komponenten internationaler Markführer mit Klemm- und Bremselementen für Profilschienen. Bei dem Klemmelement MKS wird mit Druckluft ein speziell konzipiertes Keilgetriebe entgegen der Federkraft in Längsrichtung gedrückt. Hierdurch werden die Federpakete gespannt. Bei Unterbrechung der Energiezufuhr bzw. bei Luftverlust wird die Federkraft freigesetzt. Durch die Übersetzung des Keilgetriebes werden Haltekräfte von bis zu 2000 N erzeugt. Zusätzlich besteht bei den meisten Federspeicher-Elementen die Möglichkeit der so genannten „Plus-Luft“. Hierbei wird ein weiterer Luftanschluss an das Element gelegt. Der zusätzliche Luftdruck wird in den Zylinder mit den Federpacken geleitet, wodurch die Federkraft unterstützt wird. Hier kann die Haltekraft der Elemente um bis zum 2,5fachen erhöht werden. Dies ist besonders dann interessant, wenn der Bauraum sehr gegrenzt ist, jedoch eine hohe Haltekraft verlangt wird.

Weiteren Anwendungen erfordern zudem, dass kinetische Energie in Form von bewegten Massen bei Störungen des Antriebssystems sicher und schnell abgebremst werden können, um Schäden am System bzw. der Anlage zu vermeiden bei gleichzeitiger Einsparung komplexer Sicherheitssysteme. Die Baureihe TKPS (Pneumatische Klemm-Bremselement mit Federenergiespeicher) stellt hier u. a. eine besonders effektive und leistungsfähige Lösung dar. Kurze Schaltzeiten und hohe Bremskräfte werden durch das bewährte Wirkprinzip des Keilgetriebes gewährleistet. Ein Federspeicher durch „Turbo-Pneumatik“ – mehrfach in Reihe geschalteter Pneumatikkolben – vorgespannt, garantiert höchste Kräfte bei geringstem Bauraum. Für noch mehr Geschwindigkeit sorgt die integrierte Schnellentlüftung. Ein spezieller Bremsbelag, der nur an den funktionell und qualitativ nicht relevanten Freiflächen der Profilschiene ansetzt, sorgt für hohe Reibwerte und sehr gute Materialverträglichkeit. Durch die schwimmende Lagerung der beidseitig wirkenden Kontaktprofile sind unerwünschte Kräfte auf Schiene und Führungswagen ausgeschlossen.

Weitere Elemente wie die Hydraulische Schwerlastklemmung KWH werden mit Öl betätigt. Hier werden mit bis zu 150 bar Druck, Membranen im Gehäuse beaufschlagt, die die Kraft direkt an die großflächigen Kontaktprofile übertragen. Haltekräfte von bis zu 46 000 N sind so möglich. Eine logische Weiterentwicklung ist ein hydraulisches Federspeicher-Bremselement. Die KBHS wird ebenfalls mit 150 bar Druck beaufschlagt. Hierbei wird eine Feder gespannt, wodurch das Element geöffnet ist. Sobald eine Nachlassen des hydraulischen Drucks entsteht, entspannt sich die Feder und das Element wird aktiv. Es klemmt bzw. bremst auf der Schiene. Dieses System wird vermehrt in Prüfständen eingesetzt, bei denen sehr hohe Haltekräfte verlangt werden. Dieses können, abhängig von der Baugröße, bis zu 30 000 N betragen.

Eine komplette Neuentwicklung ist die pneumatische Kolbenstangenbremse RBPS. Es handelt sich hier um ein speziell für Rundführungen und Kolbenstangen entwickeltes Sicherheitsklemmelement. Es arbeitet ebenfalls mit dem besagten Keilgetriebe. Hierbei wird jedoch mit sechs Keilgetrieben und drei bzw. vier großen Federn gearbeitet. Mit einem Druck von nur 4,0 bar ist das System geöffnet. Sobald auch hier der Druck nachlässt, wird die Federkraft über die Keilgetriebe freigegeben, und das Element klemmt bzw. bremst auf der Führung. Die speziell entwickelte Spannzange kann Haltekräfte von bis zu 60 000 N übertragen. Durch die besondere Materialpaarung, Rundführung und Spannzange ist eine Verletzung der Welle ausgeschlossen. Wellendurchmesser von 10 bis 60 mm können fixiert werden. Die schnelle Reaktionszeit von ca. 40 ms und die hochgenaue Positionierung tragen ihr übriges zu diesem Produkt „Made in Germany“ bei.

Ein weiteres Standbein von Zimmer sind Industriestoßdämpfer. Seit etwa sieben Jahren konstruiert und fertigt die Firma hydraulische Stoßdämpfer mit einer einzigartigen Technologie. Das Herzstück aller Dämpfer, unabhängig ob M6 oder M62, ist die so genannte Wendelnut. Anders als bei allen auf dem Markt befindlichen Herstellen, die mit Drosselbohrungen arbeiten, setzt Zimmer auf die Wendelnut im Kolben. Bei herkömmlichen Dämpfern wird das Öl durch kleine Bohrungen (Drossel) in der Hochdruckhülse zwangsumgeleitet, was bei hohen Aufprallgeschwindigkeiten zu einer enormen Beanspruchung des Mediums führt. Beim Anfahren der Bohrungen entstehen Druckspitzen, die über den gesamten Hub ein treppenförmiges Dämpfungsdiagramm entstehen lassen.

Bei der Wendelnut wird das Öl über mehrere, in den Kolben integrierte, Abströmkanäle abgeleitet. Da die Nut im unteren Bereich des Kolbens einen größeren Querschnitt hat, welcher sich nach oben hin kontinuierlich verjüngt, ergibt sich eine nahezu lineare Dynamik über den gesamten Hub bei maximaler Energieaufnahme. Zusätzlich bildet sich um den Kolben eine Art hydrostatisches Gleitlager. Hierdurch wird ein Kontakt zwischen Kolben und Hochdruckhülse nahezu ausgeschlossen. Eine Erhöhung der Lebensdauer ist die Folge.

Durch die besondere Wendelnut-Technologie ist es möglich, bei bestehenden Anwendungen, die bisher mit herkömmlichen Dämpfern abgedeckt wurden, Dämpfer von Zimmer einzusetzen. Diese können 1:1 ausgetauscht werden. Es können jedoch auch Dämpfer eingebaut werden, die ein bis zwei Baugruppen kleiner sind, als andere Systeme. Diese decken das gleiche Spektrum ab wie Systeme mit Drosselbohrungen. Der Vorteil liegt auf der Hand: Platzersparnisse bei gleichzeitiger Kostensenkung.

Durch die jahrelange Erfahrung und stetige Verbesserung bestehender Systeme sowie ständiger Neuentwicklungen, behauptet sich Zimmer weiter an allen relevanten Industriestandorten – und das weltweit.

Klemm- und Bremselemente für Linearführungen KEM 474

Industriestoßdämpfer KEM 475