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DER KONSTRUKTEUR 10/2016

DER KONSTRUKTEUR 10/2016

MASCHINENSICHERHEIT I

MASCHINENSICHERHEIT I SPECIAL Wenn die Luft raus ist Klemmsystem hält Lasten auch bei Pneumatikausfall sicher fest Herkömmliche Vorrichtungen für rotatorische Positionsklemmungen haben einen Nachteil: Bei einem Ausfall des Druckerzeugers versagen sie ihren Dienst. Die hier vorgestellten pneumatischen Klemmsysteme klemmen dagegen auch bei Druckabfall schnell und sicher. Ein spezielles Konstruktionsprinzip macht es möglich. Bei den meisten Klemmvorrichtungen in industriellen Anwendungen wird die Vorrichtung an die gewünschte Position gefahren und anschließend durch Beaufschlagung mit Druck arretiert. Das geht solange gut, wie das System unter Druck steht. Fällt dieser jedoch aus irgendeinem Grund aus, ist auch die Klemmfunktion nicht mehr gegeben. Die Folge können Sach- oder sogar Personenschäden sein. Die passiven Klemmsysteme von Hema Maschinen –und Apparateschutz verfügen hingegen über eine Sicherheitsfunktion: Bei Abschaltung oder Ausfall der Druckluft klemmen die Vorrichtungen selbsttätig und mit großer Kraft. Das Herzstück sind Federbleche Das System funktioniert nach dem Prinzip des Federspeichers und kommt auch bei der für rotatorische Positionsklemmungen entwickelten Roto Clamp zum Einsatz. Das Funktionsprinzip dahinter ist einfach: Zwei Membranen aus Federstahl umschließen eine Kammer, die mit Druckluft beaufschlagt wird, woraufhin sich die Federbleche elastisch verformen und in Längsrichtung verkürzen. Dabei verjüngt sich die Klemmvorrichtung im Bereich der Federbleche. Gleichzeitig verbreitert sie sich im unteren Bereich, in dem sich auch die Bremsbacken befinden. Zwischen der Schiene und den Bremsbacken entsteht somit ein Spalt, wodurch sich die Klemmvorrichtung frei bewegen lässt. Der Abstand zwischen Klemme und Schiene beträgt hierbei etwa 0,05 mm, was bei der hohen Präzision der Führungen vollkommen ausreicht, um ein freies Gleiten der Vorrichtung zu gewährleisten. Um zu klemmen, wird die Kammer zwischen den beiden Membranen aus Federstahl entlüftet. Die Federbleche, die durch die Druckluft aus ihrer Ruheposition gezwungen wurden, kehren in ihre Ausgangsposition zurück, wobei die in ihnen ge speicherte Spannungsenergie eine Ausdehnung des Klemmelements zur Schiene bewirkt. Wenn die Klemmbacken sie berühren, ist noch ein Großteil der Energie in den 92 Der Konstrukteur 10/2016

SPECIAL I MASCHINENSICHERHEIT Weitere Schutzsysteme Hema fertigt nicht nur Klemm- und Bremssysteme für präzise industrielle Anwendungen, sondern auch Schutzabdeckungen wie beispielsweise Faltenbälge, Teleskopstahlabdeckungen sowie komplette Rückwandsysteme. Maschinenschutzscheiben mit und ohne integrierte Beleuchtung sowie Drehfenster für Bearbeitungsmaschinen gehören ebenfalls zum Produktportfolio. Federblechen vorhanden. Die Klemmvorrichtung ist nun arretiert und klemmt die Anwendung sicher und mit großer Kraft fest. Bei einigen Modellen lässt sich durch Beaufschlagung der Federbleche von außen (Booster-Funktion) ein zusätzlicher Druck auf die Bremsbacken erzeugen. Die Arretierkraft der Klemme erhöht sich durch diese Zusatzsicherung deutlich. Klemmsystem für verschiedenste Einsatzgebiete Rotatorische Positionsklemmungen kommen in vielen industriellen Bereichen zum Einsatz, z. B. in Tischen, Schwenkköpfen, oder Achsen – in Spritzguss- ebenso wie in Fräsmaschinen. Ein italienischer Hersteller von Hochfrequenzspindeln, Fräsmotoren und Hochleistungsfräsköpfen verbaut die Roto Clamp serienmäßig an den Fräskopf- Achsen. Die Fräsköpfe eignen sich für mittelschwere bis schwere Fertigungsprozesse, in denen eine extrem hohe Präzision gefordert ist – z. B. bei der Bearbeitung unterschiedlichster Werkstoffe wie Holz, Kunststoff, Aluminium oder Metalllegierungen. Ausschlaggebend für die Entscheidung des Unternehmens zugunsten der Hema-Klemmsysteme war nicht nur deren hohe Zuverlässigkeit und Belastbarkeit; auch die breite Auswahl an Einbaugrößen und die unkomplizierte Installation spielte eine große Rolle. Das System muss nicht umständlich auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden, sondern ist sofort einsatzbereit. Alle Roto Clamp-Modelle werden standardmäßig in Versionen für einen Betriebsdruck von 4 oder 6 bar gefertigt und sind als Single- oder Tandemausführung erhältlich. Hema produziert die Systeme in unterschiedlichen Größen und Ausführungen. Die innenklemmenden Roto Clamp Inside gibt es mit Innendurchmessern zwischen 50 und 460 mm und Haltemomenten zwischen 62 und 3220 Nm (bei 0 bar/Pn= 4 bar). Die außenklemmenden Versionen (Outside) sind in verschiedenen Größen für Wellen- Durchmesser von 150 bis 520 mm und Haltemomente zwischen 170 und 3900 Nm verfügbar (bei 0 bar/Pn=4 bar). Roto Clamp ist auch als Komplettlösung mit Wellenflanschen lieferbar, die nach Kundenwunsch aus gehärtetem oder plasmabeschichtetem Stahl gefertigt werden. Die mit Druckluft beaufschlagten Klemmsysteme bieten gegenüber hydraulischen Systemen einige Vorteile: So ist der Betriebsdruck deutlich niedriger als bei herkömmlichen Vorrichtungen, wo er 30 bis 230 bar beträgt. Auf diese Weise ergibt sich eine signifikante Kostenersparnis, da im Regelbetrieb viel geringere Mengen der teuren Druckluft benötigt werden. Roto Clamp verursacht auch laut Hersteller insgesamt niedrigere Betriebskosten als die am Markt verfügbaren Systeme und bietet darüber hinaus wesentlich höhere Klemmwerte. Mit zusätzlichen Schnellentlüftungs- und Schnellschaltventilen direkt an der Klemmung lassen sich außerdem extrem kurze Reaktionszeiten erreichen. Bremsscheiben geben noch mehr Sicherheit Für besonders kritische Anwendungen wie das Herunterbremsen von Maschinenwellen hat Hema ein spezielles Sicherheitsklemmsystem namens Disk Clamp für Betriebsdrücke von 6 bis 8 bar entwickelt. Es arbeitet nach dem Federspeicher-Prinzip wie die Roto Clamp, bietet aber außerdem noch eine Notbremsfunktion. Um diese zusätzliche Sicherheit zu erreichen, ist die Disk Clamp mit Bremsbelägen ausgestattet, die eine axiale Kraft von etwa 8000 N erzeugen. Im Booster-Betrieb erhöht sich diese auf 17 000 N. Bilder: Anlaufbild und 01 HEMA, 02 HSD www.hema-group.com 01 Das Klemmsystem ist in einer außenklemmenden und einer innenklemmenden Version erhältlich 02 Das Klemmsystem fixiert die Achse an Hochleistungsfräsköpfen und ermöglicht so eine präzise Bearbeitung von Werkstücken Der Konstrukteur 10/2016 93