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O+P Fluidtechnik 7-8/2020

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O+P Fluidtechnik 7-8/2020

PNEUMATIKZYLINDER WAS

PNEUMATIKZYLINDER WAS MAN ÜBER KURZHUBZYLINDER WISSEN SOLLTE PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Innerhalb der pneumatischen Antriebe sind Kurzhubzylinder heute in jedem Produktportfolio namhafter Hersteller zu finden. In Deutschland werden rund 32 Prozent des gesamten Pneumatik-Umsatzes mit Pneumatikzylindern erzielt. Davon entfallen ungefähr 12 Prozent auf Kurzhub- und Kompaktzylinder. Ein Überblick über die Basics. Ausführung und Bauform pneumatischer Kurzhubzylinder sind in den meisten Fällen an keine Norm angelehnt, so dass diese von jedem Hersteller nach dessen eigenen Vorgaben gestaltet und produziert werden können. Diese Gegebenheit erleichtert die Arbeit von Konstrukteuren nicht unbedingt, wird allerdings, wie die Vergangenheit beweist, durchaus akzeptiert. Die hohe Akzeptanz erklärt sich unter anderem durch die entscheidenden Vorteile, die pneumatische Kurzhubzylinder innerhalb der Familie der Kolbenstangenzylinder mit sich bringen. RÄUMLICHE VORTEILE Einer der bedeutendsten Vorteile ist die besondere Eignung zum Einbau in beengten Platzverhältnissen. Die Einsparung in der Baulänge kann bei kürzeren Hublängen gegenüber Standard-VDMA- Zylindern bis zu 67 Prozent betragen. Sogar gegenüber Kompaktzylindern können, durch die Verwendung von Kurzhubzylindern, Längeneinsparungen von rund 10 Prozent realisiert werden. Die Abmessungen in der Breite sind gegenüber den genannten Zylindertypen reduziert und können zum Beispiel bei Sonderausführungen deutlich kleiner gewählt werden. Kurzhubzylinder werden, neben der Verwendung in allgemeinen pneumatischen Anwendungen, hauptsächlich im klassischen Maschinenbau und in der Verpackungsindustrie eingesetzt. Immer, wenn beengte Platzverhältnisse bestehen, kurze Schaltwege und -zeiten benötigt werden oder Spannaufgaben in Vorrichtungen zu realisieren sind, sind Kurzhubzylinder die erste Wahl. Sie sind auch in Sonderanwendungen flexibel einsetzbar. Die am Markt erhältlichen Abmessungen unterscheiden sich je nach Hersteller. Kurzhubzylinder werden mit Kolbendurchmessern von 4 bis 100 mm und Hublängen bis 100 mm angeboten. Den Umfang der Sortimentsbreite legt jeder Anbieter nach eigenem Ermessen fest. AUFBAU EINES KURZHUBZYLINDERS In der Regel besteht der konstruktive Aufbau eines Kurzhubzylinders aus Gehäuse, Zylinderdeckel mit Führungsbuchse, Zylinderboden, Kolbenstange, Zylinderkolben (entweder als Komplettkolben oder in Einzelteilen) und diversen Dichtungen. Bei den Standardausführungen werden die Gehäuse meist aus Aluminium-Strangpressprofilen gefertigt. Dadurch wird eine sehr gute Gehäusestabilität erreicht. Häufig, besonders bei kleineren Abmessungen, werden die Gehäuse inklusive dem Zylinderboden in einem Stück gefertigt. Es sollte jedoch, wie bei allen Pneumatikzylindern ohne externe Führung, beachtet werden, dass diese nur axial belastbar sind. Querkräfte auf die Kolbenstange sollten unbedingt vermieden werden. Aufgrund des einfachen Aufbaus der Zylinder können Gehäuse in unterschiedlichsten Werkstoffen ohne Weiteres auch für spezielle Anwendungen gefertigt werden. Dazu gehören die Herstellung für Hoch- oder Tieftemperaturanwendungen, in seewasserfester Ausführung, im Clean-Design oder auch mit chemisch beständigen Oberflächen. Das Ersetzen von Verschleißteilen ist durch den lösbar eingebauten Zylinderdeckel mit Kolbenstangenführung jederzeit möglich. Der Verschleiß von Bauteilen kann unter anderem eine verringerte Nutzkraft, erhöhten Luftverbrauch oder zunehmende Geräuschemissionen zur Folge haben. Das macht den ein- 20 O+P Fluidtechnik 2020/07-08 www.oup-fluidtechnik.de

PNEUMATIKZYLINDER fach zu handhabenden Verschleißteilaustausch besonders wichtig. Die Möglichkeit der leichten Instandsetzung ist, mit Blick auf die Energieeffizienz, ein wichtiges Kriterium zur Kaufentscheidung. Als Medium wird gefilterte Druckluft, ungeölt oder geölt, mit einer Filterfeinheit von mindestens 40 μm eingesetzt. Wird geölte Druckluft verwendet, muss beachtet werden, dass durch den Einsatz externer Schmiermittel deren Verwendung in der Folge dauerhaft notwendig ist. In der Standardausführung sind pneumatische Kurzhubzylinder, wie auch andere Pneumatikzylinder, mit einer Lebensdauerschmierung ausgestattet. VIELFÄLTIGE VARIANTEN Die Anzahl lieferbarer Varianten im Segment der Kurzhubzylinder ist vielfältig. Die gängigsten Standardausführungen für einen Betriebsdruck bis maximal 10 bar sind: n Einfachwirkend (Kolbenstange in Grundstellung ein- oder ausgefahren) n Doppeltwirkend n Kolbenstangen mit Innen- oder Außengewinde n Kolbenstangenwerkstoffe: C45 hartverchromt oder Edelstahl n Einseitige oder durchgehende Kolbenstange n Verdrehgesicherte Kolbenstange n Unterschiedlichste Dichtungswerkstoffe, wie zum Beispiel Polyurethan, Nitrilkautschuk, FKM oder PTFE n Mit oder ohne Magnetkolben Mit Verzicht auf die Positionserkennung können in der Praxis möglicherweise die noch fehlenden Millimeter für den Einbauraum generiert werden. VIELZAHL VON SONDERLÖSUNGEN Abweichend von den aufgeführten Standardausführungen gibt es, wie bereits erwähnt, eine große Varianz an Gestaltungsmöglichkeiten und Materialkombinationen. Daraus lässt sich gerade für spezielle Anwendungen die passende Lösung realisieren, zum Beispiel im Hochdruckbereich oder für den Hochtemperatureinsatz mit Dauertemperaturen > +200 °C. In der Grundversion pneumatischer Kurzhubzylinder werden häufig nicht einstellbare Endlagendämpfungen mit elastischen Dämpfungsscheiben oder -ringen verwendet. Alternative Ausführungen werden mit einstellbaren pneumatischen Endlagendämpfungen angeboten, was jedoch meist auf Kosten der Einbaulänge geht. Bei schweren Nutzlasten, hohen Kolbengeschwindigkeiten oder bei der Verwendung von Schnellentlüftungsventilen am Zylinder, sollten in jedem Fall externe Anschläge oder Stoßdämpfer vorgesehen werden. Der Grund: Die Endlagendämpfung des Zylinders sollte nicht als Anschlag eingesetzt werden. Die Flexibilität in den Befestigungsmöglichkeiten ist ein weiterer Pluspunkt pneumatischer Kurzhubzylinder. In Abhängigkeit des Kolbendurchmessers gibt es meist vier Durchgangsbohrungen für Inbusschrauben inklusive zusätzlicher Innengewinde zur Befestigung. Die Durchgangsbohrungen können beidseitig in der Längsrichtung genutzt werden. Ein genormtes Befestigungslochbild ist von den meisten Herstellern nicht vorgesehen, vereinzelt werden Bohrbilder in Anlehnung an die VDMA 24562 verwendet. Wie aus anderen Zylinderserien bekannt, gibt es auch für Kurzhubzylinder die typischen Befestigungsteile wie zum Beispiel Fußbefestigungen, Front- und Bodenflansche, Schwenkbefestigungen sowie Gabelköpfe, Gelenkaugen, Gewindeadapter etc. für die kolbenstangenseitige Verwendung. Die Einbaulage des Zylinders ist beliebig, so dass bei der Anwendung nichts weiter beachtet werden muss. Bei Sensoren/Magnetschaltern gibt es eine ganze Reihe von unterschiedlichen Ausführungen. Prinzipiell können Reed-Kontakte oder kontaktlose Sensoren zur Endlagenabfrage eingesetzt werden. Allerdings kann aufgrund der zum Teil sehr kleinen Baugrößen der Zylinder nicht immer das Standard-T-Nuten-Profil verwendet werden. In diesem Fall kommen die kleineren Rund-Sensoren mit einem Durchmesser von 4 mm zum Einsatz. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass es sich bei pneumatischen Kurzhubzylindern um eine äußerst interessante Produktgruppe mit einer Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten handelt. Das Produktportfolio der RIEGLER & Co. KG beinhaltet mehrere Produktserien pneumatischer Kurzhubzylinder und das entsprechende Know-how dazu. www.riegler.de POINTIERT KURZHUBZYLINDER HABEN VIELE VORTEILE BEVORZUGT BEI BEENGTEM BAURAUM ZU VERWENDEN ABER AUCH IN VIELEN ANDEREN APPLIKATIONEN VORTEILHAFT GROSSE FLEXIBILITÄT IN KONSTRUKTION UND AUSLEGUNG 01 Schnittbild eines Kurzhubzylinders 02 Befestigung von Kurzhubzylindern www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2020/07-08 21

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