Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Projektes ist die Optimierung pneumatischer Antriebe mittels teilweiser R\u00fcckf\u00fchrung der Abluft in den Antrieb. Dadurch wird diese f\u00fcr den R\u00fcckhub genutzt und die Umweltbelastung durch ge\u00f6lte Luft kann reduziert werden. Im Rahmen der Produktentwicklung wird eine Halbierung der Abluftmenge angestrebt, was gleichzeitig einer Energieeinsparung und einer Verringerung der Umweltbelastung von ca. 50% entspricht. Im Ergebnis entsteht eine neue Ansteuerkonzeption f\u00fcr pneumatische Antriebskomponenten.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenNach der Analyse des Stands der Technik wurden Energiebilanzen f\u00fcr die konventionelle Pneumatik erstellt. Einsatzgrenzen konventioneller Pneumatik wurden gepr\u00fcft. Ansatzpunkte zur Verbesserung der Dynamik der Antriebe bei gleichzeitiger Energieeinsparung wurden ermittelt. Die entwickelten Schaltungen wurden durch rechnergest\u00fctzte Simulation auf ihre Funktion bez\u00fcglich Energieeinsparung und bzgl. des dynamischen Verfahrensverhaltens analysiert.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Es wurden unterschiedliche Antriebskomponenten hinsichtlich der Energiebilanz gepr\u00fcft. Dabei wurden auf am Markt verf\u00fcgbare Komponente zur\u00fcckgegriffen. Die Untersuchungen richteten sich in erster Linie auf das dynamische Verfahrverhalten. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass die Abluft f\u00fcr den R\u00fcckhub unter bestimmten Einsatzbedingungen z. B. bei Leerhubbewegungen genutzt werden kann so-wie ein besseres Abbremsen in der Endlage m\u00f6glich ist. Es wurde ein Steuerblock f\u00fcr eine \u00bc Zoll Unterplatte nach DIN ISO entwickelt und als Prototyp hergestellt. Dabei wurden keine neuen Wegeventile entwickelt sondern vorhandene Ventile oder Teile davon in einem Steuerblock vereinigt. Mit den entwickelten Steuerbl\u00f6cken kann eine hohe Packungsdichte (kleine Abmessungen) erreicht werden. Die Integration des Steuerblocks in eine Ventilbatterie oder in den Zylinder ist realisierbar. Als Schaltventile wurden entsperrbare R\u00fcckschlagventile der Gr\u00f6\u00dfe G \u00bd Zoll eingesetzt. Sie k\u00f6nnen anhand der Durchflusswerte herk\u00f6mmliche Wegeventile bis zu einem Nennweit von \u00bc Zoll gleichwertig ersetzen. Bei der Substitution von ? Zoll-Ventilen muss der jeweilige Einsatzfall gepr\u00fcft werden. Kleinere Steuerbl\u00f6cke mit geringeren Nennweiten sind durch das Vorhandensein geeigneter entsperrbarer R\u00fcckschlagventile am Markt problemlos zu entwickeln. Das Spektrum der Mini- und Mikropneumatik kann abgedeckt werden. Mit dem Prototyp des Steuerblocks k\u00f6nnen Arbeitszylinder bis zu einer Nenngr\u00f6\u00dfe von 32 mm angesteuert werden. Die Herstellung dieser Steuerbl\u00f6cke ist auf allen modernen Fr\u00e4smaschinen m\u00f6glich. Die Ansteuerung erfolgt f\u00fcr alle Baugr\u00f6\u00dfen mit den gleichen Wegeventilpatronen. In der Testphase des Steuerblocks wurden zwei Ansatzpunkte betrachtet. Einerseits wurde die Energieeinsparung durch Speicherung der Abluft oder durch gezielte Druckluftzuf\u00fchrung in den Antrieb in Abh\u00e4ngigkeit seines jeweiligen Verfahrenszustandes untersucht. Andererseits ist das Verfahrverhalten der pneumatischen Antriebe in seinen drei Bewegungsabschnitten, Beschleunigungsphasen, gleichf\u00f6rmige Bewegung und Bremsphase unter-teilt worden. Auf die Bremsphase wurde besonderes Augenmerk gelegt, da diese bei konventionell betriebenen Antrieben die kritischste Phase ist.
\nSteuerbl\u00f6cke f\u00fcr die neue Antriebssteuerung wurden konstruiert und experimentell getestet. Mit der Konzipierung eines Baukastensystems derartiger neuer Antriebe f\u00fcr verschiedene Nenngr\u00f6\u00dfen und Hubbereiche mit integrierter Ansteuerung ist das Projekt erfolgreich abgeschlossen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Arbeit wurde zum Tag der offenen T\u00fcr an der TU Chemnitz und im Abschlussbericht ver\u00f6ffentlicht. In der Fachpresse ist eine Ver\u00f6ffentlichung vorgesehen. Eine Patentanmeldung durch die TISORA GmbH wird vorbereitet.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Es ist gelungen, aus am Markt vorhandenen Teilen und Baugruppen einen Steuerblock zu entwickeln und als Prototyp zu fertigen. Damit sind die Betreiber von pneumatischen Antrieben in die Lage versetzt, mit dem Einsatz eines kompakten Bauteils, den Luftverbrauch je Pneumatikzylinder zu halbieren. Hinzu kommt eine bessere Dynamik des Linearantriebs, insbesondere im Bremsverhalten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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