Pneumatikzylinder Linearantriebe simulieren Schaltbewegung

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Kolbenstangenlose Pneumatikzylinder garantieren hochpräzise Bewegungsabläufe in einem Prüfstand für die Lebensdauerprüfung von PKW-Schalthebeln.

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Die Bewegungen der X-/Y-Achse erfolgt durch jeweils zwei starr miteinander verbundene Linearantriebe des Typs ORIGA OSP-P.
Die Bewegungen der X-/Y-Achse erfolgt durch jeweils zwei starr miteinander verbundene Linearantriebe des Typs ORIGA OSP-P.
(Bild: Parker Hannifin)

Für den schnellen, exakten Gangwechsel eines sportlichen Autofahrers muss alles passen: kurze Schaltwege, präzise Führung durch die Schaltwege, müheloses Einlegen der Gänge – ein ganzes Autoleben lang.

Bis zu sechs Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang schaltet das neueste Lebensdauer-Prüfsystem von DYNA-MESS im 24-Stunden-Dauerbetrieb – bei freier Parametrierung der Schaltabfolge. Dabei umfasst es einen Schaltbetätiger, das Schaltgestänge sowie eine Getriebesimulation. Um unter praxisgerechten Umgebungsbedingungen prüfen zu können, kann über eine integrierte Klimaeinheit die Temperatur in der Prüfkammer von -40° bis +140°C geregelt werden. Parallel dazu lässt sich auch die Luftfeuchtigkeit variieren.

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Für die Führung des Schaltbetätigers durch die klassische, auch auf „6+1“ erweiterte, H-Anordnung der Gang-Schaltkulisse kommen insgesamt vier kolbenstangenlose ORIGA Pneumatikzylinder des Typs OSP-P von Parker Hannifin zum Einsatz. Mit einer Hublänge von 160mm (X-Achse) laufen zwei der Zylinder – starr und verkantungsfrei miteinander verbunden – parallel zueinander in X-Richtung. Durch diese parallele Auslegung und ihre jeweils extern angebaute Starline-Linearführung können sie die Masse der auf ihnen montierten ebenfalls parallel laufenden Zylinder für die Y-Achse (Hublänge 260mm) sowie den Aufbau für die Z-Achse (Kolbenstangenzylinder mit eigenem Schaltventil zur Druckpunktauslösung für das simulierte Einlegen des Rückwärtsganges) problemlos aufnehmen - einschließlich der dabei auftretenden Querkräfte.

Wegmesssystem und Proportionalventile unterstützen Positionierung

Für das Einlegen der Gänge, d.h. das Einrücken des Schaltgestänges in die engen Schaltgassen der Getriebesimulation, sind geringste Toleranzen gefordert. Um eine Wiederholgenauigkeit von 0,3 mm realisieren zu können, legte DYNA-MESS im Laufe einer dreimonatigen Projektierungs- und Testphase mit verschiedenen Zylindervarianten in enger Kooperation mit Parker Hannifin und dem betreuenden Händlerpartner JK Pneumatik ein besonderes Leichtlauffett fest. Darüber hinaus entschloss man sich zum Einsatz eines Wegmesssystems mit Absolutwertgeber. Zwei Proportionalventile übernehmen die präzise Regelung von jeweils zwei der parallel laufenden Zylinder.

Die Minimierung der systembedingten, internen Reibung der Zylinder durch ein besonderes Leichtlauffett war allein deshalb erforderlich, um die Regelmöglichkeit der Proportionalventile überhaupt direkt auf die gewünschten Bewegungsprofile der Zylinder umsetzen zu können. Immerhin müssen die Pneumatikzylinder der X-Achse eine Masse von rund 30 kg aufnehmen und dabei unter möglichst vollständiger Eliminierung des Stick-Slip-Effektes nicht nur eine ruckfreie Bewegung gewährleisten, sondern auch Ihre Endposition beim Einlegen des jeweiligen Ganges mit höchster Positionier- und Wiederholgenauigkeit anfahren und halten. Für die Bewegungen in X- und Y-Achse wurde zudem eine Aktionskraft von 2000 N gefordert.

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