Elektrozylinder Kompakte Kraftpakete machen Blechbearbeitung im rauen 3-Schicht-Betrieb möglich

Quelle: Pressemitteilung

Zum Stanzen, Falzen oder Umformen sind hydraulische oder pneumatische Lösungen in der Regel das Mittel der Wahl. Mindestens ebenso gut eignen sich Elektrozylinder für diese Aufgaben.

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Der kompakte und zugleich leistungsstarke Kurzhub-Elektrozylinder Serac KH von Ortlieb basiert auf einer Servospindel.
Der kompakte und zugleich leistungsstarke Kurzhub-Elektrozylinder Serac KH von Ortlieb basiert auf einer Servospindel.
(Bild: Ortlieb)

Klassische Anwendungen für Servo-Zylinder sind Stanzen, Falzen, Umformen, Biegen, Pressen. Hier kamen bisher vorwiegend hydraulische oder pneumatische Lösungen zum Einsatz. Diese erfordern eine aufwändige Installation und verursachen häufig Schmutz und Lärm. Zudem sind sie für enge Bauräumen nicht ideal. Besser geeignet sind hier Elektrozylinder, meint die Ortlieb Präzisionssysteme GmbH aus Zell unter Aichelberg.

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Das Unternehmen bietet mit der Baureihe Serac eine große Typenvielfalt an Elektrozylindern. Darunter ist auch der Serac-KH. Der kompakte und zugleich leistungsstarke Kurzhub-Elektrozylinder basiert auf einer Servospindel. Laut Hersteller Ortlieb gibt es bisher keinen vergleichbaren linearen Elektroantrieb dieser Baugröße und Leistung auf dem Markt. Damit sei er besonders für beengte Verhältnisse etwa in Stanz- und Verpressmaschinen für kleine und mittlere Bauteile geeignet.

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Vorteile von Elektrozylindern

Die Serac-Elektrozylinder haben als Herzstück eine Planeten-Wälz-Gewindespindel (PWG), die die Drehbewegung des Motors in eine lineare Bewegung umwandelt. Sie kombinieren also die Vorteile eines Planetengetriebes mit denen einer Linearspindel. Das führt zu weniger Platzbedarf und Gewicht und beim Einsatz im Zylinder zusätzlich zu mehr Dynamik. PWGs benötigen im Gegensatz zu hydraulischen Antrieben kein Fluid, sind im Betrieb fast lautlos, auf jeden Fall aber wesentlich leiser als Pneumatikzylinder und ermöglichen schnellere Taktzeiten. Zudem können sie im µm-Bereich positioniert werden – selbst unter Last – und haben eine lange Lebensdauer. Ortlieb setzt PWGs in Antrieben häufig in Anwendungen ein, bei denen ohne Ausfall einige Millionen Lastwechsel auch im rauen Drei-Schicht-Betrieb ein Muss sind.

Servospindel mit geringer Masse

Eine Gewindespindel kombiniert mit einem Planetengetriebe schafft eine hohe Flexibilität und erlaubt hinsichtlich der Größe eine Optimierung bei der Auslegung von Elektromotoren. Die Asca-Servospindel wurde ursprünglich für die Luft- und Raumfahrt, hier speziell für einen ferngesteuerten Roboter für die D2-Mission entwickelt. Daraus resultiert auch ihre geringe Masse und ihre gleichzeitig sichere Leistung von hohen Kräften. Ortlieb entwickelte diese Spindel weiter und brachte sie als Asca-Servospindel zur industriellen Reife.

Durch den Direktantrieb der Asca-Servospindel benötigen Elektroantriebe kein weiteres Getriebe. Die Verknüpfung von Servomotor und Regelungstechnik in einem Bauteil verbessert den Wirkungsgrad und liefert so Energieeinsparungspotenziale von bis zu 80 % gegenüber hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Systemen. Zusätzlich entstehen keine Umwelt- und Sicherheitsprobleme wie bei der Hydraulik, da keine Hydraulikflüssigkeit – also Öl oder anderes Fluid – zum Einsatz kommen. Position und Geschwindigkeit sind – insbesondere im Vergleich mit der Pneumatik – aufgrund der hohen Steifigkeit deutlich einfacher regelbar. Mangelnde Präzision, etwa durch die hohe Kompressibilität von Luft ist kein Thema. Ein integriertes Wegmesssystem bewirkt höchste Positioniergenauigkeit unter Last.

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Steigung der Servospindel an Anwendung anpassbar

Die bei Ortlieb-Spindeln verfügbaren variablen Steigungen ab 0,5 mm erlauben Flexibilität für unterschiedliche Einsatzgebiete. Sie können je nach Applikation an die jeweiligen Anforderungen zum Beispiel von Pressen angepasst werden: hohe Geschwindigkeiten durch große Steigung oder geringe Geschwindigkeiten bei geringer Steigung und besonders hohen Kräften. Hier ist eine Regelung mit einer Wiederholgenauigkeit von ±5 µm realisierbar, wie sie etwa in Dosieranwendungen oder beim Stanzen erforderlich sind. Das Übersetzungsverhältnis von Dreh- und Hubbewegungen lässt sich durch die flexible Spindelsteigung konfigurieren. Die gute Regelbarkeit der Spindel ermöglicht zudem kurze Taktzeiten.

Die schlanke Bauform der Serac-Elektrozylinder – und hier besonders der Serac-KH – ermöglicht die Integration in Maschinen mit geringem Platzangebot. Die Zylinder verfügen über eine hochsteife Konstruktion mit stabiler Verdrehsicherung. Alle Zylinder der KH-Baureihe haben ein Aluminium-Gehäuse mit stirnseitigen und seitlichen Befestigungsgewinden für den Anbau integriert. Sie können also sowohl seitlich als auch über einen Flansch montiert werden. Zusätzlich lässt sich optional ein Kühlkörper für eine Luft- oder Flüssigkeitskühlung anbauen.

40.000.000 Zyklen im Drei-Schicht-Betrieb

Mit Kräften bis 30 kN sowie direkter Wegmessung zur Positionierung eignet sich die Serac-KH für Anwendungen in verschiedenen Prozessen. Beispielsweise kommt der ultrakompakte Elektrozylinder in der Automobilbranche beim Umformen von Blechteilen zum Einsatz. Hier leisten in einer Fertigungsanlage drei am Werkstückumfang angeordnete, synchron abgestimmte KH bis jetzt wartungsfrei jeweils über 40.000.000 Zyklen im Drei-Schicht-Betrieb bei einer Geschwindigkeit von 25 mm/s, einem Hub von 25 mm und Kräfte bis zu 5 kN im Drei-Sekunden-Takt.

Ein weiteres bewährtes Einsatzgebiet ist das Verpressen von Kleinteilen. In diesem Fall sind es Kettenglieder. Hier arbeitet ein Serac KH30-5 mit Kräften von 8 kN, einer Taktzeit von 0,3 s, einem Verfahrweg von 24 mm in 0,15 s und einer Taktzahl von 200 Hübe/min. Auch als Synchronantriebe im Vulkanisierungsverfahren, beim Stanzen von Laschen für Jalousien oder Rollladenlamellen und insbesondere beim Stanzbiegen von Steckverbindern haben sich die Serac KH bewährt. Möglich sind auch Lösungen für die Pharma- und Hygieneindustrie, für Verpackungs- oder Konfektioniermaschinen, ebenso wie für Druck-und Spritzgussanwendungen.

Standard-Portfolio reicht von 5 bis 600 kN

Der Serac KH hat sich bis heute hundertfach bewährt in unterschiedlichen Industrie-Anwendungen. Die komplette Serac-Baureihe ist jeweils an die Kundenwünsche anpassbar und deckt ein Standardportfolio von 5 bis 600 kN ab. Durch die Kombination mehrerer Antriebe sind auch deutlich höhere Kräfte erreichbar. Ortlieb bietet hier eine Vielfalt an Komplettpaketen. Aufgrund der Engineering-Kompetenz und der Beratung durch erfahrene Mitarbeiter verspricht Ortlieb schnelle Lösungen, kurze Lieferzeiten und eine hohe Fertigungsqualität.

Neu auf der Homepage ist ein Button für technische Schnellanfragen. Damit kann der Kunde über ein kurzes, übersichtliches Formular in nur zwei Minuten unbürokratisch Anfragen zu den elektrischen Antriebssystemen des schwäbischen Maschinenbau-Spezialisten stellen. Es werden nur die wichtigsten technischen Anforderungen für den Aktuator sowie die Kontaktdaten abgefragt. Die Experten von Ortlieb können dann eine kompetente Lösung vorschlagen und ein maßgeschneidertes Angebot abgeben. „Wir wollen es unseren Kunden so einfach wie möglich machen, zu einem konkreten Anwendungsfall mit uns in Kontakt zu treten“, erklärt Dirk Laubengeiger, Geschäftsführer von Ortlieb Präzisionssysteme. Da eine zu große Anzahl an technischen und persönlichen Daten oft abschreckend wirke, habe man das Anfrageformular bewusst kurz gehalten.

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