neuartiges Haltesystem mit eingeschränktem Notbremsverhalten für 15 mm Schienen / Klemmelemente für Z-Achsen

Mit den ACE-LOCKED-LZ-Klemmelementen stellt die ACE Stoßdämpfer GmbH ein neuartiges Haltesystem mit eingeschränktem Notbremsverhalten für 15 mm Schienen vor. Anders als die bislang eingesetzten Modelle der ACE-LOCKED-Serie fußt die Funktion der Neuheit auf dem so genannten Keilprinzip. Auf dem Messestand von ACE in München während der Automatica im Juni konnten Besucher an einer 15 mm Schiene von Bosch Rexroth dieses Prinzip nachvollziehen und sich von den Vorteilen überzeugen.

Die neuen Klemmelemente von ACE sind primär zum Halten von angehobenen Lasten am Führungsschlitten einer Führungsschiene konzipiert. Sie eignen sich damit in erster Linie für das statische Halten eines Gewichtes gegen die Schwerkraft an einer Führungsschiene. Dabei fungieren sie als Sicherung gegen Herabfallen in einer Richtung. Selbstverständlich darf die statische Gewichtskraft die zulässige Last des Haltesystems nicht übersteigen. Auch für das Notbremsen einer abwärts bewegten Masse gemäß der bestimmten Richtung können ACE-LOCKED-LZ-Klemmelemente eingesetzt werden. Dabei ist die Bremskraft in dieser Richtung höher als die zulässige Last, jedoch begrenzt, um eine definierte Energieaufnahme zu gewährleisten. In der Gegenrichtung ist die Haltekraft wesentlich kleiner.

Diese Eigenschaften machen die Neuheiten gerade bei schwerkraftbelasteten Linearachsen, wie z. B. an Schräg- und Vertikalachsen von Werkzeugmaschinen oder an Vertikalachsen von Handlingmodulen, zu idealen Helfern für das sichere Halten von belasteten Komponenten. Dies funktioniert einerseits zuverlässig nach dem geregelten Ausschalten und andererseits, wenn eine Konstruktion im Notfall ausgeschaltet werden muss. Dabei werden die Bremskeile bei Druckbeaufschlagung pneumatisch geöffnet und ein Federpaket wird gespannt. Das Klemmelement ist daraufhin frei beweglich. Bei Druckabfall schieben die vorgespannten Federn die Bremskeile gegen die Führungsschiene und sorgen für sicheren Halt des Klemmelementes auf der Schiene. Soll die Klemmung wieder gelöst werden, muss das Klemmelement pneumatisch beaufschlagt werden. Zusätzlich ist ein leichtes Anheben der Last erforderlich. Das Haltesystem lässt sich dank dieser Arbeitsweise als Klemmeinheit oder Notbremse bei geringen Prozesskosten nutzen.

Das Keilprinzip im Einzelnen
Das Gehäuse der LOCKED-LZ-Elemente umschließt U-förmig die Führungsschiene der Profilschienenführung. Auf den beidseitigen Schrägen im Inneren bewegen sich die rollengelagerten Bremskeile. Die auf die Kolbenstangen der beiden Zylinder aufgeschraubten Druckstücke lüften bei einem Arbeitsdruck von 4 bar die Bremskeile und spannen gleichzeitig die Federspeicher. Bei einem unerwarteten Druckausfall entspannen sich diese und schieben die Bremskeile beidseitig gegen die planparallelen Flächen der Führungsschiene. Eine Anfangsreibkraft entsteht. Die eigentliche Haltevorrichtung kommt aber erst dann zum Einsatz, wenn eine Bewegung in Lastrichtung erfolgt. Die Last ist gesichert. Ein Absacken der schwerkraftbelasteten Achse beim Ausfall des Federspeichers ist somit ausgeschlossen. Mit zunehmender Kraft verstärkt sich dabei die Haftreibung bis zum eingestellten Wert. Der mögliche Hub der Bremskeile kann dabei abhängig von den Anforderungen an das System mit Einstellschrauben begrenzt werden. Zum Lösen der Bremskräfte wird der Führungsschlitten bei anstehendem pneumatischem Druck entgegen der Lastrichtung angehoben, so dass die Bremskeile gelüftet und der Federspeicher erneut gespannt werden kann. Dadurch lässt sich die Klemmung nur bei intaktem und angesteuertem Hubantrieb lösen. Beim Sichern einer ruhenden Last verschieben sich die Bremskeile nur so weit, bis ein Gleichgewicht zwischen Federspeicher und Reibkraft hergestellt ist. Die Materialbeanspruchung ist dabei vernachlässigbar klein.

Laut Informationen von ACE übersteigen die Klemmkräfte von ACE-LOCKED-LZ die von anderen marktüblichen pneumatischen Klemmelementen um das Zwei- bis Dreifache. So ist z. B. die auf der Automatica vorgestellte Variante in der Lage, bis zu 1.500 N Haltekraft aufzubringen. Zudem lassen sich durch diese ACE Produkte Toleranzen innerhalb der Schiene ausgleichen, denn die Klemmbacken machen durch das Keilprinzip einen längeren Weg. Für Konstrukteure ergibt sich der Vorteil, dass sie mit einem größeren Klemmspalt arbeiten können. Allerdings ist das Haltesystem in der Standardausführung für trockene, saubere Werkshallen konzipiert. Bei starkem Schmutzanfall im Umfeld des Klemmkopfes, der etwa durch Schleifstaub, Späne, Kühlmittel oder andere flüssige Medien verursacht wird, sind in Abstimmung mit ACE ggf. besondere Schutzmaßnahmen erforderlich.

Das Unternehmen aus Langenfeld strebt momentan die BG-Zertifizierung sowie die
CE-Kennzeichnung für sicherheitsrelevantes Konstruieren an. Man kann davon ausgehen, dass beide den Sicherheitsexperten aus dem Rheinland nicht verweigert werden. Um die Einsatzmöglichkeiten der LOCKED-LZ-Elemente in Zukunft zu erweitern, hat ACE noch einiges vor: So werden schon bald Modelle für Schienengrößen von 20 mm und 25 mm präsentiert. Und auch die Erweiterung auf eine zusätzliche Bremsfunktion wie zudem die Weiterentwicklung für den elektrischen Betrieb befinden sich in Arbeit.

Bereits auf Lager hat ACE neben den Klemmelementen für Schienen auch Varianten für Kolbenstangen und Achsen. Allen ist dabei - wie auch den anderen ACE Produkten für den Not-Stopp-Einsatz - die Unabhängigkeit von der Energieversorgung der Maschine oder Anlage gemeinsam. Dadurch stellen sie eigenständige Bremssysteme für die jeweiligen Antriebe dar. Die Experten von ACE stehen Konstrukteuren jederzeit beratend zur Verfügung, um die für die jeweilige Anlage am besten geeignete Lösung zu wählen.

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