Wellenförmige Unterlegscheiben, Spiraldruckfedern, Tellerfedern... Die Liste erprobter Federn, die für eine Vielzahl von Anwendungen in Frage kommen, ist...
Aluminiumzylinder in Modulbauweise ermöglichen Gewichtsreduzierungen
Klaus- Peter Weber, Vertriebsingenieur bei Kolben-Seeger, stellt die seit Jahren bestehenden Nachfragen nach leichteren Zylindern in Verbindung mit speziellen Anwendungen fest. Standardzylinder oder Sonderanfertigungen (aus Kostengründen) sind hier keine Lösung.
Alumodulbauzylinder aus Aluminium und hochfestem PA 12C
Kolben-Seeger ist ein rund 100 Jahre altes Familienunternehmen, einst Erfinder des weltweit bekannten Seegerrings. Neben den Bereichen Neumotoren und Motorenservice bildet die Systemtechnik eine eigene Sparte. Dort ist der Bau von Sonderzylindern beheimatet. „2008, auf der Messe Medtec in Stuttgart, haben wir erstmals konkret nach einem neuen, leichteren Zylindermaterial gesucht“, erinnert sich Jürgen Meinhardt. „Entdeckt“ wurde das hochfeste PA 12C. Gemeinsam machte man sich an die Entwicklung eines Vollkunststoffzylinders. Das Anwendungswissen kam von Kolben-Seeger, das Kunststoff-Know-how von einem Kunststoffexperten.
Es folgten die klassischen Entwicklungsstufen im Prototypenbau, gefolgt von Praxistests im Dauereinsatz in einer Blechwarmumformanlage des Instituts für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) der Uni Garbsen. „Bis heute läuft der Zylinder dort Seite an Seite mit herkömmlichen Stahlzylindern einwandfrei“, berichtet Klaus-Peter Weber.
Nun ist Aluminium als Leichtbaumaterial nichts Neues. Kolben-Seeger hatte allerdings die Idee, Zylinder modular aufzubauen und Alu dort einzusetzen, wo es die meisten Vorteile bringt: als Mantel.
Aluminium als Mantelmaterial in den Modulmantelzylindern
Entscheidendes Argument für Aluminium als Mantelmaterial in den Modulmantelzylindern ist nicht nur sein geringeres Gewicht. Es ist vor allem auch das Gesamtplus an Möglichkeiten: Alu erlaubt den problemlosen Einbau von Kolben-Positionsabfragen mittels Magnetfeldsensoren und Wegemess-Systemen. Zudem ist Alu in der Produktion einfacher als Stahl: keine Schweißarbeiten, einfachere Bearbeitung und keine Probleme bei der Kombination mit anderen Materialien.
Modulbauweise vereinfacht die Auslegung und Produktion von Zylindern
Andere Materialien bedeutet ein Materialmix als Innovation der Modulbauweise.
Was auf den ersten Blick komplex wirkt, vereinfacht die Auslegung und Produktion des Zylinders. „In Modulbauweise wird aus einem zuvor teils aufwändig geschweißten Stahlzylinder eine Art Bausatz von Zylinderkomponenten, die aus verschiedenen Materialien und Formen zeitsparender zusammengesetzt werden können“, erklärt Weber den entscheidenden Neuansatz.
Hohe Variantenvielfalt beim Alumodulbauzylinder
Neben seinem Mantel aus Aluminium werden Kopfplatte, Führungen und Kolben des neuen Zylinders in der Regel aus dem bereits erwähnten Hightech-Kunststoff bestehen. „Aber eben nur in der Regel“, erklärt Weber. „Es sind etwa auch Schwenkaugen aus Aluminium möglich. Dieser individuelle Material- und Formenmix gibt uns – und damit den Kunden – eine viel größere Flexibilität.“
Erfahrungsgemäß ist die Bodenplatte im Sonderzylinderbau fast immer ein Zeichnungsteil: „Schwenkauge, Anschraubzapfen, zylindrischer Zapfen – das bauen wir immer nach den Vorgaben des Kunden.“ Der Vorteil am Modulaufbau ist, dass die Bodenplatte als separates Bauteil nicht nur in der Form, sondern auch in Material, Gewicht und Funktionalität optimiert werden kann. Theoretisch wären natürlich auch handelsübliche Standardplatten einsetzbar.
Modularer Aufbau verringert Anzahl der Bauteile des Zylinders
Letztlich verringert der modulare Aufbau die Anzahl der Bauteile des Zylinders. Bei Kunststoffkopf bzw. -fußplatte entfallen die Führungsbuchsen der Kolbenstange. Pro Zylinderdurchmesser ist nur noch eine Variante der Kopfplatte notwendig. Die Kolbenstange des neuen Modulbauzylinders ist aus Edelstahl. Herkömmlich wird Stahl eingesetzt, der gehärtet und geschliffen werden muss. Diese Produktionsschritte werden jetzt eingespart. Zudem erfordert der neue Modulbau keine Löt- und Schweißverbindungen mehr.
Sonderzylinder für spezielle Anwendungen in großer Bandbreite verfügbar
„Gleichzeitig können wir Sonderzylinder für spezielle Anwendung in einer großen Bandbreite variieren.“ Derzeit gebaut werden Zylinder mit Kolbendurchmessern von 58 beziehungsweise 32 mm. Die Zylinderlänge wird einfach nach Bedarf abgeschnitten, was bei einem Profil- Alumantel, im Gegensatz zu Stahl, ganz einfach möglich ist. Vorgesehen sind 1- bis 3-stufige Varianten für hohe Drücke und Hübe nach Kundenwunsch. All diese Punkte zusammen – weniger Bauteile, keine Führungsbuchsen, keine Schweißarbeiten, schlankere Herstellungsprozesse – reduzieren die Lieferzeit um rund zwei Wochen und senken die Produktionskosten. „Das sind Ergebnisse aus der Entwicklung, die uns klare Vorteile im Vertrieb bringen werden“, ist Klaus-Peter Weber sicher.
Einsatzgebiete des Alumodulbauzylinders
Wie reagiert die Industrie auf die Neuentwicklung? „Sehr interessiert, wir haben unseren Aluzylinder bereits unseren Bestandskunden vorgestellt“, berichtet Weber. Avisierte Anwendungsfelder sind bestimmungsgemäß Schweiß- und/oder Bewegungsaufgaben. Die Lebensmittelproduktion ist wegen der Hygienevorschriften interessant, der Verpackungsbereich, weil eingespartes Gewicht ein Mehr an Nutzlast bringt. „Vor allem rechnen wir uns auch gute Chancen für den Austausch oder Ersatz von Stahl-Schweißzylindern aus“, resümiert der Vertriebsmann.
