Ausgabe - 17 - Produktion

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20 · Konstruktion · Produktion · 25. April 2013 · Nr. 17 Fluidtechnik Präzisions-Hydraulik mit Energie-Effizienz Produktion Nr. 17, 2013 Moderne Hochleistungshydraulik und Antriebssysteme von Hänchen Hydraulik können laut Hersteller entscheidend dazu beitragen, Energie zu sparen – so in der Produktion von Fahrbahn aus Beton. Ostfildern (pd). Die Fluidtechnik mit ihren inkompressiblen, hochbelastbaren Medien, die Einbettung von Speichersystemen, der Verzicht auf die Umlenkung rotativer in lineare Energie sind Beispiele für zahlreiche Möglichkeiten, Energie einzusparen. Darüber hinaus bietet Herbert Hänchen durch lange Erfahrung in Konstruktion und Entwicklung zusätzliche energiesparende Technologien, die oft aus Sonderkonstruktionen ins Serienprogramm überführt wurden. Je geringer die Reibung, desto geringer der Energiebedarf. Die patentierte schwimmende Ringspalt-Dichtung von Hänchen in der Verschluss-Qualität ‚Servofloat’ dichtet nahezu reibungsfrei ab. In Zylindern mit diesem Verschluss wird beim Systemstart über die Zylinderkammern ein hydrodynamischer Ölstrom in der Ringspalt- Dichtung aufgebaut, sodass sich diese Dichtung metallisch berührungslos ‚schwimmend’ um die Kolbenstange zentriert. Ein Drosselspalt baut den anliegenden Druck ab und erzeugt so diesen Kostenersparnis von 2 000 Euro pro Jahr Die hydraulische Klemmung Ratio-Clamp(R) von Hänchen hält Stangen für unbegrenzte Zeit ohne Energiezufuhr – hier in der Produktion von ‚fester Fahrbahn‘ aus Beton für den ICE bei der Firma Max Bögl. Bild: Hänchen Hydraulik berührungsfreien Dichtspalt von wenigen 1/100 mm. Natürlich muss Energie aufgebracht werden, um den Drosselspalt aufrecht zu erhalten. Diese Energiezufuhr ist allerdings unabhängig von der Kolbengeschwindigkeit. Bei einer optimierten klassischen Dichtungskombination wie Servocop besteht dagegen ein Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Reibung. So ergibt sich für jede Anwendung eine spezifische Geschwindigkeit, bei der die schwimmende Ringspalt-Dichtung energieeffizienter ist. Ein Beispiel verdeutlicht dies: Ein Hydraulik-Zylinder mit einem Kolben-Durchmesser von 100 mm und einem Stangen- Durchmesser von 60 mm arbeitet mit einem Kammerdruck von 210 bar. Mit der klassischen Dichtungskombination Servocop entsteht ein Reibungsverlust von etwa 2000 N bei einer Geschwindigkeit von 2 m/s. Servofloat hat einen geschwindigkeitsunabhängigen Reibungsverlust von etwa 150 N bei einem Funktionsölfluss von 3 l/min bei 210 bar und von 2 l/min bei 70 bar am Stetigventil. Ab einer Geschwindigkeit von 0,6 m/s arbeitet Servofloat mit weniger Energie als der Klassiker. Bei einer Geschwindigkeit von 2 m/s und 12 Stunden Bewegung pro Tag ergibt sich so jährlich bei 15 ct/kWh eine Kostenersparnis von 2 000 Euro – weit mehr, als die Kosten für eine schwimmende Ringspalt-Dichtung. Test-Zylinder der Highend-Baureihe 326 von Hänchen haben zwar in jeder der 12 Grundvarianten einheitliche Außenkonturen und Grundmaße, doch einen in mm- Schritten variablen Kolbendurchmesser und einen ebenso variablen Hub. Diese Reihe erlaubt eine besonders anwendungsspezifische Konfiguration. In Verbindung mit Verschlüssen mit schwimmender Ringspaltdichtung oder mit hydrostatisch gelagerter Kolbenstangenführung lässt sich der Energiebedarf beispielsweise in oszillierenden Konstruktionen drastisch verringern. Ein Konstrukteur kann durch die Adaption des Kolbendurchmessers die wirksame Kolbenfläche exakt an die Bedürfnisse seiner Konstruktion anpassen: Der für den Betrieb notwendige Volumenstrom lässt sich so deutlich reduzieren. Geringe Größenänderung – große Energieeinsparung Bei einem Kunden sollte beispielsweise ein Vier-Stempel-Prüfstand eine Kraft von 45 kN aufbringen. Ein in üblichen Katalogabmessungen gefertigter Zylinder musste dafür einen Kolben-Durchmesser von 100 mm haben und würde so bis zu 79 kN Kraft leisten. Die präzise Dimensionierung durch den variablen Kolbendurchmesser erlaubt den Einsatz eines Kolbens, der genau die erforderliche Kraft erbringt. Dieser hat nun einen Durchmesser von 92 mm. Durch diese scheinbar unspektakuläre Größenänderung reduziert Hänchen den Volumenstrom bei 8 Hz von 682,2 l/min auf 391,1 l/ min – mit entsprechenden Folgen für den Energieverbrauch, der im selben Verhältnis reduziert wird. www.haenchen.de Antriebslösungen Leistungsstarke Sondergetriebe Produktion Nr. 17, 2013 Die Fertigung kundenspezifischer Getriebe sind ein Spezialgebiet von SPN Schwaben Präzision. Die Entwicklung erfolgt in enger Zusammenarbeit mit den Kunden, um den jeweiligen Anforderungen gerecht zu werden. Nördlingen (pd). Nachfolgende Anwendungsbeispiele geben einen Einblick in die Vielfalt der von SPN Schwaben Präzision entwickelten Antriebslösungen. Exzentergetriebe: SPN hat für den Bedarf an anpassbaren Robotergetrieben ein Exzentergetriebe entwickelt. Dabei setzte das Unternehmen auf Kreisschubgetriebe mit ganzzahligen Übersetzungen. Das hat gegenüber den marktüblichen Zykloiden-Getrieben eine Reihe von Vorteilen: der Wirkungsgrad ist bauartbedingt höher (vorwärts 94 % und rückwärts 90 %). Dadurch können Servosteuerungen wesentlich sensibler regeln und es ergeben sich diskretere Momentwerte, beispielsweise beim Lasthalten. Dreistellungsantrieb: Bei einem Kunden aus dem Bereich Energietechnik ging es um ein anspruchsvolles 3-Stellungsschaltgetriebe. Die Herausforderung bestand in einer eindeutigen, mechanischen Fixierung der drei geforderten Stel- lungen, was durch Rastsektoren in einer Kurvenscheibe gelöst wurde. Die Verantwortlichen entschieden sich für den Einsatz eines bereits bestehenden SPN- Sondergetriebemotors mit integrierter Aus- und Ein- Kupplungsfunktion. Damit sind elektrischer Betrieb, Handbetrieb und Notbetrieb möglich, wobei stets die geforderten Schaltwinkel und Schaltzeiten eingehalten werden. Für die Sicherheitsschaltfunktionen des Getriebes wurde eine mechanische Verriegelungsperipherie, in direkter Einwirkung auf die Kurvenscheibe ausgetüftelt. Erforderliche elektrische Endschalter, ein sekundärer Schalterantrieb, sowie eine von SPN konzipierte Sicherheitskupplung wurden zusätzlich integriert. Durch die mechanische Eindeutigkeit, sowohl in der Schaltfunktion zwischen den drei Stellungen, als auch in den Sicherheitsfunktionen, wird mit verhältnismäßig einfachen Für besondere Aufgaben liefert SPN spezielle, kundenspezifische Getriebe. Bild: SPN Mitteln und antriebstechnischem Know-how eine hohe Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit erreicht. Damit hebt sich die erarbeitete Lösung vom Einsatz ‚empfindlicher Elektronik‘ mit entsprechender Störanfälligkeit ab. Elektrische Schwenkeinheit: Zusammen mit dem Marktführer von Spann-, Greif-, Transport- und Roboterwerkzeugen hat SPN Schwaben Präzision eine elektromechanische Schwenkeinheit entwickelt, die das pneumatische Schwenkeinheitenprogramm ergänzt. Die elektrische Einheit ist in den Abmessungen und Befestigungsanschlüssen austauschbar mit den Pneumatischen für drei Baugrößen. Eine Baugröße reicht anstelle von drei Baugrößen Während pneumatische Einheiten über eine Kniehebelmechanik schwenken, erfolgt dies bei der elektrischen Einheit über ein von SPN speziell entwickeltes Schneckenstirnradgetriebe angetrieben über einen Servomotor. Der Hauptvorteil ist, dass es jetzt eine Baugröße gibt anstelle der bisherigen drei pneumatischen Größen. Die Schwenk- und Drehwinkel sind über Software einstellbar und es ist auch ein Drehwinkel größer 360 ° möglich. Das Drehmoment ist gleichmäßig über den kompletten Drehwinkel. www.spn-hopf.de Effizienz-Navi Preis Material Energie ✔ Service Handhabung Zeit Lebensdauer Kosten senken mit Produktion Waschen/Spülen/Trocknen Synchron-Umwälzpumpe mit integrierter Heizung Produktion Nr. 17, 2013 Die Synchron-Umwälzpumpe CPO 45 von Hanning mit integrierter Heizung ist platzsparend und heizt das zum Spülen benötigte Wasser gleich beim Umwälzen mit auf. Das spart Energie und reduziert die erforderliche Wassermenge. Synchron-Umwälzpumpe mit Heizung von Hanning. Bild: Hanning Oerlinghausen (pd). Maßgeschneiderte Haflowtic-Systemlösungen sind laut Hanning energieeffizient und technologisch zukunftsweisend. Höchste Qualität und perfekt aufeinander abgestimmte Komponenten böten für jede Applikation eine vollständig parametrierte und einbaufertige Komplettlösung. Zum Einsatz kommen Haflowtic-Pumpensysteme in industriellen oder medizinischen Anwendungen wie Sterilisations- und Desinfektionsanlagen und überall dort, wo es ums Waschen, Spülen oder Trocknen geht. Angeboten werden sie mit integrierter Heizung, stufenloser Drehzahlregelung, Sanftanlauf, Abschaltautomatik, automatischer Start-Stopp- Funktion, sensorloser Wassererkennung, Schutz vor Blockierung sowie weiteren integrierten Sensoren. Alle Systeme sind für sämtliche Stromnetze weltweit erhältlich und auf Wunsch auch mit internationaler Zulassung. Einen besonders hohen Wirkungsgrad hat etwa die Synchron- Umwälzpumpe CPO 45 mit integrierter Heizung. Das kompakte System aus Pumpe und Heizung ist platzsparend und heizt das zum Spülen benötigte Wasser gleich beim Umwälzen mit auf. Das spart Energie und reduziert die erforderliche Wassermenge. Mit einer Förderleistung von maximal 140 l/min oder 0,37 bar bei einer Motorleistung von 80 W ist die haflowtic system Pumpe für Geschirrspüler bestens geeignet. Ein robustes Pumpensystem sowie ein langlebiger, hocheffizienter Pumpenantrieb garantieren einen sicheren Betrieb. www.hanning-hew.com Effizienz-Navi Preis Material Energie ✔ Service Handhabung Zeit Lebensdauer Kosten senken mit Produktion
25. April 2013 · Nr. 17 · Produktion · Konstruktion · 21 Schleppketten-Einsätze Eine Servo-Leitung für alles Produktion Nr. 17, 2013 Die neuen Servo-Leitungen von TKD wiederstehen extremen Beschleunigungen und hohen Verfahrgeschwindigkeiten. Pliezhausen (sp). Mit der neuen Kaweflex 5288 SK vereinfacht TKD die Baureihenvielfalt bei schleppkettenfähigen Servo-Leitungen für besonders hohe mechanische Ansprüche – und bietet dem Markt ab sofort einen noch einfacheren und schnelleren Zugriff auf kapazitätsarme Motoranschlussleitungen im High-End-Segment. Ausgelegt sind die neuen Leitungen, die mit wenig Platzbedarf und niedrigem Gewicht aufwarten, für extreme Beschleunigungen von 50 m/s 2 (5G), hohe Verfahrgeschwindigkeiten (bis zu 5 m/s) und lange Verfahrwege (max. 50 m). Problemlos können so die Vorgaben der Kunden erfüllt werden, die für Energieführungsketten, bewegte Antriebe, die Robotertechnik oder komplexe Fertigungsanlagen nach Anschluss- und Steuerleitungen mit hochdynamischen Performance-Eigenschaften verlangen. Gefordert werden immer höhere Geschwindigkeiten „Gefordert sind hier immer höhere Geschwindigkeiten und mehr und noch schnellere Positionswechsel, weshalb sich auch das Kabelangebot permanent weiterentwickeln muss“, unterstreicht Geschäftsführer Jürgen Neumann vom Kabelanbieter TKD. Bei der neuen 5288 SK wurden die Eigenschaften von drei bislang separat angebotenen Servo-Typen der Kaweflex-Reihe kombiniert – und in einer neuen Baureihe zusammengefasst, die für zusätzliche Dynamik steht. „Der Kunde kann TKD verspricht mit seiner neuen Servo-Leitung Anwendern mehr Performance und Flexibilität bei Schleppketten-Einsätzen zu bieten. Bild: TKD Kabel jetzt exakt die Leitung aus der Baureihe spezifizieren, die für seine Anwendung passt“, so Neumann. Grundsätzlich gibt es die Kaweflex 5288 SK, die mit diversen Querschnitten und Durchmessern verfügbar ist, in drei Basisvarianten: Als reine Anschlussleitung mit vier Versorgungsadern – und als kombinierte Versorgungs- und Steuerleitung, bei der wahlweise ein oder Höhere Betriebsspannungen in den Zusatzstromkreisen zwei geschirmte Paare integriert sind. Der überarbeitete Aufbau der Aderpaare erlaubt höhere Betriebsspannungen in den Zusatzstromkreisen und sorgt für geringeren Längsspannungsabfall. Der robuste PUR-Außenmantel, der ölbeständig, flammwidrig und für Betriebstemperaturen von -40 o C bis +80 o C ausgelegt ist, garantiert lange Lebensdauer und gute Wirtschaftlichkeit. Die Multinorm-Zertifizierung (UL/CSA/HAR) reduziert die Teilevielfalt. Die kapazitätsarme Konstruktion sorgt für größtmögliche Übertragungsgüte bei höheren Frequenzen, was sich bei der Verkabelung von Servomotoren, die über Umrichter angesteuert werden, als Plus erweist. Passgenau sind die Kabel der neuen Kaweflex-Baureihe auf die Servomotoren namhafter Hersteller abgestimmt. Problemlos punktet die 5288 SK etwa als Anschlussleitung in Motion-Connet 800-Systemen von Siemens, in denen es um hochdynamische Anforderungen auch bei längeren Verfahrwegen geht. www.tkd-kabel.de Effizienz-Navi Preis Material Energie Service Handhabung Zeit Lebensdauer ✔ Kosten senken mit Produktion Relais Halbleiterrelais variabel in der I/O-Anordnung Produktion Nr. 17, 2013 Finder ergänzt seine Relais-Serie ‚77‘ mit neuen Halbleiterrelais. Sie sind kompakt, robust und geräuscharm. Trebur-Astheim (sp). Mit den elektronischen Halbleiterrelais der Serie 77.31 für 30 A hat Finder nun die Serie 77 ergänzt. Insgesamt stehen dem Anwender acht neue elektronische Relais mit metallischen, isoliert angeordneten Kühlkörpern zur Verfügung. Alle Versionen der Serie 77.31 werden mit Eingangsspannungen für 24 V DC (Arbeitsbereich: 4…32 V DC) oder 230 V AC (Arbeitsbereich: 40…280 V AC) angeboten. Jedes Gerät hat zur Statusanzeige eine grüne LED. Die Geräte mit einer Baubreite von 22,5 mm sind direkt zum Aufschnappen auf Tragschienen gemäß DIN EN 60715 TH35 geeignet. Die neuen Relais mit dem 30 A / 440 V AC Finder bietet eine Relais- und eine Schütz-Variante Die elektronischen Relais von Finder sind besonders kompakt, langlebig, l eise und äußerst robust . Bild: Finder Ausgang sind wahlweise als Nullspannungs-Schalter oder als Momentanwert-Schalter jeweils mit zwei verschiedenen Klemmenanordnungen erhältlich: Die Relais- Version mit den jeweiligen Einund Ausgängen an der schmalen Seite oder die ‚Schütz-Version‘ mit Ein- und Ausgängen an der langen gegenüberliegenden Geräteseite. Bei den neuen Ausführungen für Dauerströme bis 30 A können Einschaltspitzenströme bis 520 A geschaltet werden. Die Halbleiterrelais mit integriertem Nullspannungsschalter eignen sich durch Schalten nahe dem Spannungsnulldurchgang für Lampenlasten, insbesondere Energiesparlampen, Kühlaggregate, AC-Magnete und Heizungsregelungen. Für das verschleißfreie Schalten bei hoher Schalthäufigkeit und großen Lasten wie Motorsteuerungen und Regelantriebe werden die Momentanwert-Schalter für Ein- Phasen- und Drehstrom-Anwendungen eingesetzt. Als elektronische Relais zeichnen sich die Geräte durch ihre Kompaktheit, lange Lebensdauer, Geräuschfreiheit, Unempfindlichkeit gegen Schock und Vibration, kurze Ansprechzeiten sowie geringe Ansteuerleistung aus. Die Geräte sind bei Einzelmontage und Umgebungstemperaturen von -20 bis +40 °C bis zu einem Dauerstrom von maximal 30 A und bei entsprechendem Derating bis +80 °C einsetzbar. www.findernet.com Effizienz-Navi Preis Material Energie Service Handhabung Zeit ✔ Lebensdauer ✔ Kosten senken mit Produktion Positioniersystem Mit Hexapod positionieren Produktion Nr. 17, 2013 Das neue modulare Hexapodsystem von Physik Instruments (PI) löst Positionieraufgaben schnell, wirtschaftlich und präzise. Karlsruhe (sp). PI stellt ein modulares Konzept für sechsachsige Positioniersysteme vor. Das Baukastenprinzip ermöglicht eine schnelle und wirtschaftliche Anpassung der hochpräzisen Parallelkinematiken an kundenspezifische Anforderungen. Die sechs identischen Beine der Hexapoden sind so aufgebaut, dass ihre Länge skaliert werden kann. Sie enthalten die erforderliche Elektronik für Referenz- und Endschalter, Positionssensor und die elektronische Kommutierung für die bürstenlosen DC-Motoren. So können sie über standardisierte Gelenke mit nahezu beliebigen Geometrien der Grund- und Deckplatte kombiniert werden. Das vorkonfigurierte Hexapodsystem H-845.D11 bietet Stellwege bis 220 mm in der XY-Ebene und bis 100 mm in Z-Richtung. Der maximale Kipp- bzw. Rotationswinkel liegt bei ±30°. Der modular aufgebaute Hexapod positioniert aktuell Lasten bis 1000 kg bei horizontaler Lage mit einer Geschwindigkeit bis 20 mm/s. Die Positionsauflösung des Einzelbeins beträgt 40 Nanometer und die lineare Wiederholgenauigkeit liegt bei etwa 2 µm. Bei Montage in beliebiger Orientierung können 400 kg präzise justiert werden. Je genauer die Applikationskenntnisse, desto zielgerichteter Der modulare Aufbau der Hexapoden erleichtert die Integration und ermöglicht eine große zentrale Apertur. Bild: Physik Instruments können die einzelnen Module wie Antriebs- und Abtriebseinheit und Gelenke für den Hexapodaufbau ausgewählt und desto besser kann das Potential ausgeschöpft werden. Ein leistungsfähiger Digitalcontroller ergänzt das System und bietet Vektorsteuerung, einen per Software im Raum frei wählbaren, stabilen Pivotpunkt und LabVIEW- Unterstützung. Positionswerte können einfach in kartesischen Koordinaten vorgegeben werden. Optional ist auch die Steuerung von zwei zusätzlichen motorisierten Achsen möglich. www.pi.ws Effizienz-Navi Preis Material Energie Service Handhabung ✔ Zeit ✔ Lebensdauer Kosten senken mit Produktion
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