Hydraulischer Antrieb Hydraulische Linearantriebe als automome Achse

Ist eine separate Druckerzeugung nicht möglich, kann ein Versorgungsaggregat direkt am Hydraulikzylinder angeflanscht werden. Das Ergebnis ist eine autonome Antriebsachse, die laut Hersteller mehr bietet als elektromechanische Linearantriebe.

Anbieter zum Thema

Lenord, Bauer & Co. GmbH

ACE Stoßdämpfer GmbH

Maxon Motor GmbH

AROS Systemhydraulik GmbH

Wer auf elektromechanische Linearantriebe setzt, stößt bei der Forderung nach extremer Leistungsdichte und hoher Kompaktheit schnell an Grenzen. Entweder schränkt die schlanke Bauform die Antriebsleistung ein, oder die hohe Leistung wirkt sich negativ auf Einbaugröße und Gewicht des Linearantriebs aus. Beides ist bei elektrohydraulischen Achsen mit angeflanschten Kompaktaggregaten nicht der Fall (Bild 1).

Daher findet man diese autonom arbeitenden Antriebe in sehr unterschiedlichen Anlagen, Maschinen und Geräten, beispielsweise bei Großarmaturen in der Petrochemie und bei Handlinggeräten zur Montage tonnenschwerer Glasverkleidungen an Gebäuden. Jüngstes Kundenprojekt von Beetz Hydraulik, Ottobeuren, betrifft die Anwendung als Vorschubantrieb in einer automatischen Unterflursäge zum Zuschneiden von Aluminium- und Kunststoffprofilen.

Bei dieser Anwendung führt der Hydraulikantrieb das Sägeblatt von unten an das Werkstück – gegen den Druck, den die Profile auf das Sägeblatt ausüben. Dabei müssen Kräfte bis 7 kN überwunden werden. Zur Bestimmung des Vorschubs besteht die Möglichkeit, einen Wegaufnehmer im Hydraulikzylinder zu integrieren. Dadurch kann über ein Ausgangssignal (zum Beispiel 4- bis 20 mA odre 0 bis 10 V) der Zylinderhub und damit die Blattstellung an die Maschinensteuerung rückgemeldet werden. Angetrieben wird der Zylinder vom direkt angeflanschten Aggregat, das in der Standardversion aus Motor, Pumpe sowie zwei Rückschlag- und Druckbegrenzungsventilen besteht. Sicherheitrelevante Hydraulikventile – zum Beispiel Lashalteventile – befinden sich im Zylinderboden. Eine Ansteuerung des Motors über einen Frequenzumrichter ist möglich. In diesem Fall kann die Blattgeschwindigkeit bis 0,04 m/s kontrolliert gesteigert werden. In der Holzbearbeitung hat Beetz Hydraulik bereits ein ähnliches Projekt umgesetzt. Dort drückt ein hydraulischer Linearantrieb das Sägeblatt nach oben und hält es so in Position, dass unterschiedlich dicke Hölzer auf der Maschine bearbeitet werden können.

Bei entsprechender Auslegung lässt sich eine deutliche Steigerung von Kraft und Geschwindigkeit erreichen. Das zeigt sich beispielsweise bei der Montage von 1,5 bis 4 t schwerer Glasverkleidungen, die ferngesteuert aus der Lieferposition in einem Winkel von 0 bis 90% am Gebäude positioniert werden müssen – unter Einsatz eines Krans. Die Anforderungen an die dazu erforderliche Handlingkonstruktion waren hoch. Die Glasscheiben müssen stufenlos in Montageposition geschwenkt und dort sicher gehalten werden, wobei auch ein sanftes Nachjustieren der Winkellage zu den Aufgaben gehört. Dazu hat Beetz Hydraulik den Antrieb mit Besonderheiten ausgestattet, damit die Scheiben sicher geführt und selbsthemmend in beliebiger Winkelstellung positioniert werden können. Dazu kam die Forderung nach Gewichtseinsparung und nach Einhaltung der Einbaumaße von 250 mm × 450 mm. Außerdem sollte die Möglichkeit zur Nutzung des 12-V-Bordnetzes am Handlinggerät bestehen – und die Kompatibilität zu gängigen SPS- und Feldbuslösungen.

Diese Anforderungen passen eigentlich ins Profil für elektromechanische Antriebe. Allerdings bot der Markt für diesen Anwendungsfall keine geeignete Lösung. Gründe dafür liegen in der hohen Leistungsdichte, Betriebssicherheit und in der Wartungsarmut – alles Forderungen, die laut Beetz Hydraulik auch an Linearantriebe für Großarmaturen in der Petrochemie gestellt werden. Dazu kommt die Einhaltung strenger Brand- und Explosionsschutzrichtlinien. Das schließt grundsätzlich die Anwendung elektromechanischer Antriebe aus. Die Aufgabe der hydraulischen Antriebe besteht dort im sicheren Öffnen und Schließen der Schieber und im Halten der Position. Dazu sind Sitz- oder Lasthalteventile installiert. Die Großarmaturen verbleiben teilweise bis zu einem Dreivierteljahr in einer Stellung. Nur gelegentlich wird der Durchflussquerschnitt verändert.

Die selbstüberwachenden hydraulischen Linearantriebe sind durch das Hydrauliköl gegen Korrosion konserviert. Externe Hydraulikleitungen entfallen. Je nach Auslegung halten die Antriebe Temperaturen von –40 bis 120 °C stand. Für den Fall, dass die elektrische Energieversorgung ausfällt, ist ein Notbetrieb mit Handpumpen möglich. Die Anwendung bei Großarmaturen in der Petrochemie macht die Vorzüge dieser Antriebe mit angeflanschtem Aggregat besonders deutlich, heißt es bei Beetz Hydraulik: Sie sind für Aufgaben prädestiniert, bei denen hohe Kräfte bewältigt werden müssen, sofern sich ein separates Aggregat nicht installieren lässt, der Antrieb starker Witterung ausgesetzt ist und sich Hydraulikleitungen aus Sicherheitsgründen verbieten (Bild 2). Als Hydrauliköl können Mineral- oder biologisch abbaubare Öle, HFC-Flüssigkeiten oder Klarwasser verwendet werden. Die Konzeption von Gleichlaufsystemen ist möglich. Genauigkeit und Verfahrgeschwindigkeit hängen dabei von den installierten Wegaufnehmern und der Steuerung ab.

(ID:359065)