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Heidrive GmbH

SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH

OSWALD Elektromotoren GmbH

DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. KG

3. Berechnung der Motorleistung

Im nächsten Schritt geht es mit der Berechnung der theoretischen Motorleistung weiter. Motoren, die nur für den Betrieb in einer Drehrichtung konstruiert werden, sind effizienter als umsteuerbare Motoren. Bei der Festlegung der Drehrichtung blickt der Pneumatikexperte vom Lufteinlass aus in Richtung Motorwelle. Das ist bei Elektromotoren genau umgekehrt, bei denen die Drehrichtung mit Blick auf die Motorspindel spezifiziert wird. Zunächst legt man den gewünschten Arbeitspunkt für den Motor fest: Welches Nenndrehmoment und welche Drehzahl unter Last möchte man erzielen? Den wirtschaftlichsten Einsatz des Druckluftmotors (geringster Verschleiß und geringer Luftverbrauch) erreicht man bei einem Betrieb nahe der Nenndrehzahl. Betrachtet man die Kennlinie eines Druckluftmotors, zeigt sich, dass dieser kurz vor dem Stillstand sein maximales Drehmoment (in etwa das Zweifache des angegebenen Nenndrehmoments) erreicht. Bei der Nenndrehzahl erreicht der Druckluftmotor seine maximale Leistung. Mit der Formel: Nenndrehmoment mal Arbeitsdrehzahl (Nenndrehzahl) geteilt durch 9550 errechnet man die benötigte theoretische Leistung in kW.

In den Herstellerkatalogen basieren die Leistungsangaben auf unterschiedlichen Betriebsdrücken. Bei Deprag sind dies 6 bar. Steht in der Anwendung jedoch nur ein Fließdruck von 5 bar direkt am Motor an, dann verliert der Motor 23 % seiner Leistung. Stehen nur 4 bar an, verringert sich die Leistung des Motors um 45 %. Ein abweichender Betriebsdruck ist so entscheidend, dass dieser bereits bei der Auslegung anhand der Korrekturtabelle berücksichtigt werden muss, um unliebsame Überraschungen zu vermeiden.

Als nächstes wird die Zuluftmenge sichergestellt, die in den Herstellerangaben durch den Luftverbrauch spezifiziert ist. Jede Reduktion des Öffnungsquerschnitts, sei es durch den Zuluftschlauch selbst, durch Anschlussstücke, Filter, Öler, aber auch durch den Abluftschlauch und Schalldämpfer wirkt sich auf die Luftmenge aus. Deshalb wird eine Abluftdrosselung empfohlen, bei der die Drehzahl des Motors ohne große Verluste des Drehmoments herabgesetzt werden kann. Die optimale Lebensdauer und Leistung eines Druckluftmotors wird bei geöltem Betrieb (1-2 Tropfen Öl auf 1 m³ Luftverbrauch) erreicht. Bei ölfreiem Betrieb ist dagegen ein Leistungsverlust von 10 % – 20 % einzurechnen.

4. Integration in das Gesamtsystem

Ist der richtige Motor, ob Edelstahl- oder Grauguss in der richtigen Leistung gefunden, gilt es diesen im nächsten Schritt in die eigene Konstruktion zu integrieren. Deprag bietet hierzu verschiedenste Spindelvarianten und individuelle Befestigungsmöglichkeiten. Eine Gesamtlösung ist oft kostengünstiger als selbst nach einer Getriebelösung zu suchen. Im Deprag-Motorenprogramm finden sich daher zahlreiche Luftmotoren mit integriertem Planeten-, Schnecken- oder Stirnradgetriebe. Wird zusätzliche Sicherheit in der Konstruktion benötigt, empfiehlt sich auch die Verwendung einer zusätzlichen Haltebremse in Form eines Bremsmotors. Für den Einsatz im explosionsgeschützten Bereich, gibt es diese sogar mit der dafür erforderlichen ATEX Zulassung. Mit der technischen Überprüfung der maximal zulässigen Axial- und Radialbelastung an der Abtriebspindel des Druckluftmotors schließt die Integration ab.

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