Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Leichtbauzylinder erhöhen die Nutzlast mobiler und stationärer Arbeitsmaschinen

05.02.2009
Bei Hydraulikzylindern bietet sich Leichtbau immer dann an, wenn ihr Gewicht die Zuladung oder maximale Traglast von Arbeitsmaschinen beeinflusst. So ermöglicht der hydraulische Zylinderleichtbau, größere Pneumatikzylinder zu ersetzen, zum Beispiel in der Robotik. Integriert in komplette Regelachsen eignen sich Leichtbauzylinder für Anwendungen in Werkzeugmaschinen.

Überall dort, wo das Einzelgewicht der Hydraulikzylinder die Zuladung oder maximale Traglast direkt beeinflusst, ist Leichtbau spielentscheidend. Fahrzeugbau, Luftfahrttechnik, Hebebühnen, Autobetonpumpen, Baumaschinen und Robotik sind betroffen und werden vor dem Hintergrund kommender Umweltauflagen an diesem Thema nicht vorbeikommen. Auf diese Anforderungen hat sich Beetz Hydraulik eingestellt. Man ist gut gerüstet, um unter strenger Kosten-Nutzen-Betrachtung signifikante Erleichterungen im wahrsten Sinne des Wortes zu erreichen.

Seit mehr als zehn Jahren ist der Leichtbau bei Beetz ein großer Tätigkeitsschwerpunkt. Die Konstrukteure haben sich über Diplomarbeiten einen permanenten Zugang zum neusten Stand der Wissenschaft auf diesem Gebiet gesichert. Das Ergebnis kann sich sehen lassen:

Massive Abstützzylinder durch Leichtbauprodukte ersetzt

-Für den Fahrzeugbau wurden Projekte umgesetzt. Massive Abstützzylinder wurden durch Leichtbauprodukte ersetzt und dadurch die Nutzlast erhöht. So sind mobile Container – wie sie zum Beispiel vom Roten Kreuz im Auslandseinsatz verwendet werden – mit Abstützzylindern ausgestattet, die im Einsatz des Containers als Standfuß funktionieren. Diese Zylinder haben nicht nur eine Stützfunktion, sie gleichen auch Unebenheiten im Gelände aus.

-In Spezialfahrzeugen, wie sie auf Messen und Promotiontouren eingesetzt werden, helfen Leichtbauzylinder den Konstrukteuren, die Sonderwünsche der Kunden hinsichtlich Funktion und Ausstattung bei begrenzter Achslast zu realisieren. Der Einsatz von Leichtbauzylindern an Autobetonpumpen ermöglicht eine größere Ausladung und somit einen verbesserten Aktionsradius. Dadurch kann das Umsetzen der Pumpe vermieden und wiederum Zeit eingespart werden.

-Für den Bereich Rehabilitation haben die Konstrukteure von Beetz leichte Handpumpen entwickelt. Mit Hilfe dieser Pumpen werden mobile Personenlifte betrieben. Das deutlich reduzierte Gewicht der mobilen Lifte erleichtert dem Pflegepersonal die tägliche Arbeit.

Leichtbauzylinder betätigt Roboter-Greiferfinger für eine Schmiedepresse

-Für die Robotik wurde im Jahr 2007 ein Leichtbauzylinder entwickelt, der die Greiferfinger eines Roboters für eine Schmiedepresse betätigt. Das notwendige Eigengewicht des Greifers, das Gewicht des maximal zulässigen Bauteils in Verbindung mit der maximalen Traglast des Roboterarmes setzten die Gewichtsvorgabe für den Zylinder – in diesem Fall maximal 45% einer herkömmlichen Stahl-Schweißkonstruktion.

-Der Zylinder ist direkt am Greifer montiert, die Krafteinleitung erfolgt ohne Umwege. Die geringere Masse spielt dadurch aber zusätzlich in der Bewegung eine Rolle. Der Roboter kann – insbesondere ohne zu transportierendes Bauteil – schneller beschleunigen und abbremsen. So wird die Taktzeit erheblich verkürzt.

Das Leichtbaupotenzial und die Verwendung von unterschiedlichen Konstruktionswerkstoffen ermöglichen der Hydraulik, in Anwendungen vorzudringen, die üblicherweise dem deutlich größeren Pneumatikzylinder vorbehalten sind. Die hohe Leistungsdichte und die damit verbundene, im Vergleich zu anderen Antrieben, geringe Baugröße sowie bessere Regeleigenschaften und die geringe Verschleißanfälligkeit ermöglichen wiederum größere Freiheiten für die Konstrukteure der Anlage. Dies gilt besonders dann, wenn die Hydraulik bereits Bestandteil des Endprodukts ist.

Leistungsstärkere Alternative zu Pneumatikzylindern

Standardmäßig wird der Leichtbauzylinder von Beetz in sechs unterschiedlichen Bauformen hergestellt. Er kann beidseitig mit einem Schwenk- oder Gelenklagerkopf ausgestattet werden. Außerdem sind Fußbefestigung, Montage von Kopf- oder Bodenflansch und Kombinationen aus beidem möglich. Jede Bauform lässt sich mit einer Wegerfassung, mit Positionssensoren, Drucksensoren und direkt auf dem Zylinder montierten Ventilkombinationen ausrüsten.

In Verbindung mit einem Wegmesssystem, einem Proportional-Wegeventil und einer elektronischen Regelkarte entsteht so eine hochdynamische und hochpräzise Regelachse mit geringer eigener Masse. Solche Antriebsachsen sind nicht nur für die Robotik interessant, sondern auch für Anwendungen in CNC-Werkzeugmaschinen. Speziell im Bereich Werkzeugwechsler können die zu beschleunigende Masse und somit die notwendige Energie entweder stark reduziert oder die möglichen Taktzeiten erhöht werden. Dieses Optimierungspotenzial ergibt sich üblicherweise aus den zum Teil großen Massen aufgrund der Wechsler-Konstruktion und der einzelnen Werkzeuge.

Leichtbauzylinder stechen in See

Im Yachtbau, bei Hightech-Rennyachten, wie sie im America´s Cup eingesetzt werden, sind Leichtbauzylinder nicht mehr wegzudenken. Die Vorspannung von Wanten, Holepunkte der Segel und andere Funktionen an Bord werden hydraulisch verstellt oder angetrieben. Im Yachtbau zählt tatsächlich jedes Gramm Gewicht – das beweisen unter anderem Hydraulikverteilerblöcke und Verschraubungen aus Verbundwerkstoffen. Um die notwendigen Kräfte bei möglichst kompakter Bauform zu erreichen, werden die Komponenten mit Hochdruck betrieben.

Großes Anwendungspotenzial in der Luftfahrttechnik

Äußerdem finden Verbundwerkstoffe ihre Anwendung in der Formel 1, in der Raumfahrt- und Luftfahrttechnik. Speziell im Bereich der Luftfahrttechnik wird das Potenzial bislang nicht vollständig ausgenutzt. Für vieles, was später in Serienfahrzeuge einfließt, gilt die Formel 1 als Vorreiter – sicher auch im Bereich Leichtbauzylinder.

Die Anwendungsgebiete des Leichtbauzylinders aus Aluminium und Faser-Verbundwerkstoffen sind somit sehr vielseitig. Branchenübergreifend nimmt das Thema Leichtbau aufgrund der strikter werdenden Umweltauflagen in den nächsten Jahren mit Sicherheit an Bedeutung zu. Beetz Hydraulik ist dafür gut gerüstet. Aus den umgesetzten Kundenprojekten in unterschiedlichen Anwendungsbranchen und unter verschiedenen Einsatzbedingungen hat man die notwendigen Erfahrungen gesammelt, um Leichtbauprodukte serienreif anbieten zu können. Mit dem Baukastensystem kann Beetz auch kundenspezifische Aufträge weitgehend mit Standardlösungen abdecken. Der Kosten-Nutzen-Faktor für den Kunden steht selbstverständlich auch für die Hydraulikzylinder-Leichtbaukonstruktionen im Vordergrund.

Jochen Beetz ist Geschäftsführer der Beetz Hydraulik GmbH in Ottobeuren.

Jochen Beetz | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/konstruktion/antriebsundsteuerungstechnik/articles/169729/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Elektrische Spannung: Kaiserslauterer Ingenieure erforschen Versagen bei Kugellagern
28.03.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Modulares Fertigungssystem für Kettenräder
15.03.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

29.03.2017 | Energie und Elektrotechnik

Klein bestimmt über groß?

29.03.2017 | Physik Astronomie

OLED-Produktionsanlage aus einer Hand

29.03.2017 | Messenachrichten