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O+P Fluidtechnik 3/2017

O+P Fluidtechnik 3/2017

ANTRIEBE IN DER KLEMME

ANTRIEBE IN DER KLEMME STECKEN PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Nicht nur im privaten Umfeld ist es wichtig, sich auf jemanden verlassen zu können, der einem in brenzligen Situationen Halt gibt. Auch in der Hydraulik bedarf es vollster Zuverlässigkeit, besonders zum Personenschutz. Hydraulische Klemmungen sorgen eingesetzt als Sicherheitsbauteil für den nötigen Halt. Rundstangen, die für unbegrenzte Zeit und ohne Energiezufuhr fixiert werden sollen, hält die patentierte Klemmeinheit Ratio-Clamp der Herbert Hänchen GmbH & Co. KG. Ihr Einsatz als Sicherheitselement mit DGUV-Test-Prüfung ist möglich, wenn nach DIN EN ISO 13849-1 Gefährdungen durch äußere Kräfte oder Lasten zu berücksichtigen sind. Parameter wie hohe Haltekraft oder Last, Energieeffizienz, Sicherheit, eine hohe Anzahl von Klemmzyklen, Klemmung direkt aus dem Stand oder geringe Reibungsverluste sind für alle Baureihen gewährleistet. DIE ANWENDUNGSBEREICHE Es gibt viele Maschinen und Anlagen, in denen Stangen in einer bestimmten Position gehalten werden müssen: z. B. zum Schutz von Menschen, Maschinen und Werkzeugen, bei Energieausfall oder beim Abschalten von Anlagen. Andere Einsatzfelder sind Systeme, in denen Achsen zeitweise funktionsbedingt fixiert sind – sei dies im Rahmen des jeweiligen Prozesses oder um Energie zu sparen. Konkrete Einsatzmöglichkeiten sind dabei: n das energielose Fixieren und Verriegeln während eines Produktionsprozesses, n das Arretieren temporär stillgelegter Rundstangen in hochdynamischen Prüfanwendungen, n der Schutz eines Prüflings durch die sichere Fixierung von hochdynamischen Test-Aktuatoren während des Prüfprozesses, n die schnelle, präzise automatische Fixierung von Werkstücken für Bearbeitungsvorgänge mit hohen Kräften. Zu den Aufgabenbereichen der Ratio-Clamp in weit gefächerten Branchen gehören u. a. n der Maschinen- und Anlagenbau, n Werkzeug- und Baumaschinen, n die Metall- und Kunststoff-Industrie sowie n der Stahlwasser- und Schiffsbau. DAS FUNKTIONSPRINZIP Ratio-Clamp arbeitet nach dem Funktionsprinzip des Reibschlusses, sprich sie blockiert in der drucklosen Ausgangsposition eine Stange. Durch den anliegenden hydraulischen Entriegelungsdruck wird der Verriegelungskolben standardmäßig gegen die Federkraft bewegt und entriegelt so die Klemmeinheit. Dabei gibt es zwei klare Schaltzustände: Entriegelt und verriegelt. Da die Klemmhülse direkt mit dem Gehäuse und so mit der Befestigung der Klemmeinheit verbunden ist, entsteht nach dem Klemmen kein Schlupf oder Spiel. Auch wenn dieses Produkt nicht als Bremse ausgelegt wurde, ist dennoch ein Durchrutschen der Stange ohne Beschädigung beim Überschreiten der Nennlast im Einzelfall erlaubt. Für alle Rundstangen mit harter Oberfläche lässt die Basis-Ausführung mit Dichtungen in der Standardausführung Servocop Verfahrgeschwindigkeiten bis 1 m/s, mit Druckkolbendichtung bis 2 m/s zu. Die Klemmung erfolgt bei Stillstand der Stange. Der maximale Entriegelungsdruck beträgt 160 bar und die zugelassene Betriebstemperatur reicht von -30 bis +80° C. Standard-Medien sind Mineralöle, weitere wie HFC oder Skydrol sind bei Bedarf verfügbar. Die Klemmeinheit ist richtungsunabhängig belastbar. DIE ENERGIEEFFIZIENZ Viele Anlagen, Maschinen und Einrichtungen halten Positionen unter Last oder Kraft für kurze oder lange Zeiträume durch anliegenden Gegendruck. Dies kann über Sperrventile erfolgen – mit dem Nachteil eines möglichen Absinkens unter Last auch ohne äußere Einflüsse wie Temperatur, Kompressibilität des Mediums oder Leckagen. Eine Alternative ist das geregelte Halten einer Position oder Last, was einen andauernden Energieverbrauch im Fluidkreislauf durch Ventile und Drosseln bedeutet. Die Klemmung durch eine Ratio-Clamp erlaubt es stattdessen, den Fluidkreislauf unter Druck in einen statischen Zustand zu versetzen oder, insbesondere bei längeren Klemmzuständen, das System sogar drucklos zu schalten. Dabei gibt es keine zeitlichen Grenzen. So ist es möglich, Einrichtungen über Monate energielos in einer Bereitschaftsposition zu fixieren und sie durch Druckbeaufschlagung direkt freizugeben, ohne dass ein Rückhub erforderlich ist. 22 O+P Fluidtechnik 3/2017

SICHERHEIT Diese Eigenschaften lassen sich auch dann nutzen, wenn nach DIN EN ISO 13849-1 Gefährdungen durch äußere Kräfte oder Lasten zu berücksichtigen sind: n Bei Schwankungen, Verlust oder Wiederanliegen der Druckenergie arretiert die Klemmeinheit Rundstangen aller Art, die axial belastet sind. n Die Klemmung lässt sich als Ersatz für Rückschlagventile verwenden, wenn durch äußere Kraft im energielosen Zustand Gefährdungen auftreten können. n Die Klemmung wird als zusätzliches Sicherheitselement bei Schwerkraft belasteten Antrieben eingesetzt, um unter Last redundante Sicherheit zu gewährleisten. Ein Beispiel sind Hochhalteeinrichtungen, unter denen das Absinken der Last Mitarbeiter gefährdet. n Die Klemmung kann auch ein Feststellelement sein, wenn ein Zylinder interne Leckagen hat oder die Position bei einem Leitungsbruch sicher gehalten werden muss. EINZELPRODUKT UND SYSTEMBAUTEIL Die Klemmeinheit lässt sich in vielfältiger Weise als Systembauteil verwenden: als Einzelelement in Verbindung mit einer Rundstange oder in Verbindung mit Hydraulik-Zylindern. Der Anwender kann im Produktkonfigurator HäKo auf der Firmenhomepage eine Systemeinheit aus Zylinder und Ratio-Clamp auswählen und erhält diese als komplettes, einbaufertiges Element. Die Klemmeinheit lässt sich aber auch mit Norm-Zylindern oder Fremdfabrikaten kombinieren. Darüber hinaus können Näherungsschalter integriert werden, die den Zustand der Klemmung entweder entriegelt oder verriegelt anzeigen. Auch ein passender hydraulischer Steuerblock kann Teil einer Ratio-Clamp-Lösung sein. Er sorgt für eine folgerichtige und funktionsgerechte Steuerung und reduziert somit den schaltungstechnischen Aufwand. SPEZIELLE AUSFÜHRUNGEN Das Prinzip der Ratio-Clamp ist seit Jahrzehnten bewährt. Doch immer wieder entstehen auf dieser Grundlage neue Ausführungen und Baureihen. Zudem stehen immer wieder neue Anforderungen im Fokus, etwa im Sicherheitsbereich oder bei der Energieeffizienz. Ein wichtiger Maßstab für die Konfiguration ist der Entriegelungsdruck, der für das Lösen der Klemmeinheit nötig ist. Daher stehen verschiedene Ausführungen für hohe und niedrige Entriegelungsdrücke zur Verfügung. Bei der Verriegelung stehen ebenfalls mehrere Möglichkeiten offen. In der Standardausführung wird eine Stange, über die in Federn gespeicherte Energie, mit einer definierten Kraft geklemmt. So kann die Stange ohne Energiezufuhr über unbegrenzte Zeit gehalten werden. Dieses Prinzip ist z. B. für 01 01 Ratio Clamp im Einsatz: Test von Elementen an Flugzeugtragflächen Sicherheitsfunktionen erforderlich. Wenn dagegen sehr hohe funktionelle Haltekräfte benötigt werden, kann die Klemmeinheit auch hydraulisch verriegelt werden. Die Entriegelung erfolgt dabei wie gewohnt über hydraulischen Druck. DICHTUNGSKOMBINATIONEN Schließlich erlaubt die Wahl der Dichtungskombination eine Erweiterung der technischen Möglichkeiten. Bei der Konstruktion Servocop, die aus Stufenring, Nutring und Abstreifer besteht, liegt die Primärdichtung an der Stange an. Die maximale Geschwindigkeit der Stange beträgt 1 m/s. Für besonders feinfühlige Anwendungen bietet das Unternehmen die Ausführung mit Druckkolbendichtung, bei der keine druckbeaufschlagte Dichtung die Stange berührt. Deshalb ist die Gleitreibung äußerst gering und unabhängig vom Entriegelungsdruck konstant. Die maximale Stangen-Geschwindigkeit beträgt 2 m/s. Fotos: Herbert Hänchen GmbH & Co. KG www.haenchen.de 02 02 Das Funktionsprinzip einer Klemmeinheit im Detail O+P Fluidtechnik 3/2017 23

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