Pneumatischer Antriebszylinder mit hydraulischer Dämpfung optimiert Bremsvorgang

Verzögerungskünstler

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Ein pneumatischer Antriebszylinder reduziert den Luftverbrauch und optimiert den Bremsvorgang durch eine integrierte Ventileinheit und eine integrierte hydraulische Dämpfung. Somit wird die Energieeffizienz gesteigert und der Kostenvorteil pneumatischer Antriebe weiter ausgebaut.

Aufgrund der niedrigen Investi- tionskosten werden für viele Anwendungen in der Antriebstechnik Pneumatikzylinder eingesetzt. Darunter befinden sich häufig Anwendungen, wie das Spannen, Klemmen oder Greifen von Werkstücken oder die Durchführung einfacher Bewegungsaufgaben wie Heben und Senken.

Langer Schlauch – hoher Verbrauch
In einer klassisch ausgelegten pneumatischen Anlage befinden sich häufig meterlange Schläuche, die von Ventilen zu den pneumatischen Antrieben führen. In diesen Konstruktionen steckt unter energetischen Gesichtspunkten erhebliches Einsparpotenzial. Ein System, das aus einem Antriebszylinder mit einem Durchmesser von 50 mm und einem Hub von 160 mm besteht, verbraucht 40 % mehr Luft, wenn der Abstand zum Ventil 3 m beträgt. Grund für den erhöhten Verbrauch ist also die Länge des Schlauchs. Hier sollte die Integration von Ventilen in die pneumatischen Antriebe im Sinne der Anlagenbetreiber vorangetrieben werden. Somit wird nach jedem Hub die umgesetzte Energie minimiert.
Schaut man weiter in konstruktive Details pneumatischer Antriebszylinder so findet man eine pneumatische Endlagendämpfung zum Abbremsen der bewegten Masse. Diese ist 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.
Ein linearer Bremsweg ist das Geheimnis
Ein hydraulischer Stoßdämpfer setzt den größten Teil der Energie linear über den gesamten Bremsweg um, indem Hydrauliköl über mehrere Drosselöffnungen verdrängt wird. Der Vorteil zum pneumatischen Antriebszylinder: der größte Teil der Energie wird nicht erst am Hubende umgesetzt. Über dem Bremshub nimmt die Anzahl der wirkenden Drosselbohrungen ab. Damit bleibt die Bremskraft nahezu konstant. Die bewegte Masse wird weich aufgenommen und über den gesamten Bremsweg gleichmäßig verzögert.
Ein weiterer Vorteil: eine hydraulische Dämpfung kann einen größeren Bereich an unterschiedlichen Massen, Geschwindigkeiten und Kräften ohne Nachjustierung abdecken.
In der von Norgren vorgestellten Antriebseinheit werden diese genannten Vorteile in einem anschlussfertigen Produkt vereinigt. Dadurch wird der kundenseitige Montageaufwand, elektrisch und pneumatisch, auf ein Minimum reduziert. 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. Dies hat eine höhere Leistungsdichte 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 gibt es auf Anfrage.
Pneumatische Antriebszylinder KEM 447
Hydraulische Dämpfung KEM 448
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