Egy csavarhúzással növelhető a hatékonyság

Az előre beállítás nem könnyű kérdés. Korábban az autóiparban az ülések magassága nem volt állítható. A gyártók átlagértékek alapján állították be az üléseket. Ennek az lett az eredménye, hogy a különösen magas vagy alacsony vezetők úgy választották meg járműveiket, hogy beütötték-e a fejüket a tetőbe vagy sem, illetve kényelmesen elérték-e a pedálokat. Magas járművezetőknek esetenként magasabb kategóriájú gépkocsikat kellett vásárolniuk – és egyúttal mélyebben a zsebükbe nyúlniuk –, mint ahogy egyébként igényük lett volna erre. Természetesen az állítható magasságú ülés ma már minden autóban alapfelszereltség, mert egyik gyártó sem szeretné elidegeníteni ügyfeleit egy olyan alkatrész miatt, amely mindössze néhány euróba kerül.

Az automatizálás területén jelenleg éppen ellentétes tendencia figyelhető meg. A műszaki munkálatok egyszerűsítése érdekében egyre több és több automatizálási gyártó kínál előre beállított modulokat. Ez talán egyszerűsíti az üzembehelyezést, de könnyen a termelékenység és az energiahatékonyság rovására mehet. Egy példa: előre beállított csillapítású pneumatikus hengerek.

A csillapítás megakadályozza, hogy a dugattyú szabályozatlan sebességértékek mellett megüsse a henger fedelét vagy alját. A csillapítással nem rendelkező hengerek megterhelik a mozgatott munkadarabot, lerövidítik a modul élettartamát és a gép teljes egészében rezgéseket keltenek. Ezen kívül növelik a zajártalmat is. A csillapítás szabályozott módon csökkenti a henger dugattyúsebességét, mielőtt az elérné véghelyzetét. A pneumatika-gyártók általában három technikát alkalmaznak a csillapítás megvalósításához: egyszerű mechanikai ütéselnyelés, külső ütéselnyelés, vagy pneumatikus csillapítás. A mechanikai csillapítás csak korlátozott mértékben képes csökkenteni az ütközés energiáját, a külső ütéselnyelők pedig a drágább, helyigényes megoldásokat jelentik.

A legtöbb felhasználási cél esetében a pneumatikus csillapítás a legkifinomultabb és leghatékonyabb megoldás, mind az előre beállított, mind az állítható változatokban. Az előre beállított csillapítás egy átlagértéket használ, akárcsak a fent említett rögzített magasságú autóülések. A gázmozgás rögzített és nem módosítható. Az előre beállított csillapítás a potenciális csillapítási kapacitásnak mindössze töredékét képes nyújtani, valamint dinamika és pontosság terén kompromisszumokra kényszerít.

Ha a mozgatott tömegek túl könnyű, vagy a sebesség túl alacsony, úgy túlzott csillapítás léphet fel. A túl nagy mennyiségben jelen lévő levegő következtében a dugattyú visszahúzódik, mielőtt elérné a véghelyzetet, ami rezgéseket okoz. Az eredmény: megnövekedett ciklusidő és az érzékelő is véletlenül bekapcsolhat. A legrosszabb esetben a következő folyamat idő előtt indul el, ami a gép vezérlésének meghibásodását okozhatja. Ilyen esetekre erősen javasolt az állítható csillapítás használata.

Másrészt, ha a tömegek túl nagyok, vagy a sebesség túl magas, akkor elégtelen csillapítással számolhatunk. Az elégtelen mennyiségben jelen lévő levegő hatására a dugattyú túlzott energiával éri el a véghelyzetet, potenciális károkat okozva a hengerben és a készülékben. Rezgések is keletkezhetnek, ami csökkenti a rendszer élettartamát és növeli a zajszintet. Ebben az esetben a felhasználónak egy nagyobb csillapítási kapacitással rendelkező hengert kell választania, hogy az adott tömeget vagy a sebességet megfelelően csillapítani tudja. Ez azonban növeli a beszerzési és üzemeltetési költségeket.

Ezzel szemben, az állítható csillapítás optimálisan kihasználja a pneumatikus henger teljesítményét. A beállítás egy szabályozó csavarral történik, amely a kipufogó csatorna keresztmetszetét szabályozza.

Állítható csillapítás mellett – például a jelenlegi generációs, Aventics, szabvány pneumatikus hengerek esetében – mindössze néhány csavarhúzás elegendő, hogy a munkadarab súlyának és a mozgatás dinamikájának megfelelően, ideálisan beállítsuk a csillapítást. Az összehasonlító mérések eredményei figyelemre méltóak: az optimálisan beállított csillapítás akár 75 százalékkal csökkentheti a fékezési időt, szemben az előre beállított rendszerekkel. Az eredmény: jelentősen lerövidült ciklusidő és a termelékenység növekedése. További vizsgálatok azt mutatják, hogy a pneumatikus párnázás tökéletes megoldást jelent napjainkban, mikor az energiahatékonyság egyre fontosabbá válik. A pneumatikus henger méretezésénél a legfontosabb szempont a pneumatikus csillapítás kapacitása. Az állítható csillapítás lehetővé teszi a pneumatika felhasználója számára, hogy akár három mérettel kisebb hengert alkalmazzon, mint az előre beállított csillapítás esetében, ezáltal jelentősen csökkenti a készülék levegőfogyasztását.

A konkrét eredmények: 7 kilogramm tömegű munkadarab, 32 mm dugattyú átmérő, 250 mm-es lökethossz, és 1 m/s sebesség mellett, az előre beállított pneumatikus csillapítás körülbelül 80 ms fékidőt igényel, ezzel szemben a megfelelően beállított csillapításnak mindössze 20 ms-re van szüksége. Ez a 75 százalékos csökkenés minimalizálja a ciklusidőt. A gyakorlatban a ciklusidő javulása és a termelékenység akár 40 százalékos növekedése várható.
Egy másik fontos megállapítás: Állítható csillapítás használatával lényegesen kisebb méretű hengerek is képesek elérni ugyanazt az energiahatékonyságot, mint egy előre beállított csillapítású henger. Például egy állítható csillapítással rendelkező, 16 mm-es átmérőjű henger helyettesíthet egy előre beállított csillapítású, 32 mm-es átmérőjű hengert.

A kisebb henger használata már önmagában 53 százalékos levegőfogyasztás-csökkenést jelent. Ezen felül a felhasználók kisebb szelepeket is alkalmazhatnak. A kisebb méretű szelepek és csőrendszer a felhasználástól függően még nagyobb megtakarítást eredményezhet. A levegőfogyasztás így a lehető legkisebb lesz.

Nagyobb terhelések esetében a vizsgálatok további energetikai javulásokra világítottak rá. Az ökölszabály a következő: minél nagyobb teljesítményű készülékről van szó, annál nagyobb a potenciális megtakarítás. Mindenki nyer: a felhasználók energiaköltségeket takarítanak meg, a gépgyártók pedig hengerek, szelepek, karbantartó egységek, és egyéb alkatrészek beszerzési költségeit csökkenthetik energia-, és környezettudatosság mellett.

Az Aventics sok éven át dolgozott, hogy optimalizálja pneumatikus csillapítású hengerei koncepcióját, így a lehető legnagyobb mértékben csillapítva a mozgási energiát, amely rövid ciklusidőket és fogyasztás-optimalizált, minimális költségű alkalmazásokat, valamint a lehető legkevesebb rezgés- és zajkeltést teszi lehetővé. A vállalat a szabvány hengerek használatán túl is alkalmazta ezt a megközelítést. A pneumatika-gyártók közül elsőként az Aventics pneumatikus csillapítású mini siklóhengereket vezet be a piacra. Ennek az alkalmazási területnek az előnye, hogy nincs szükség az ütéselnyelők költséges cseréjére.

Csökkentett levegőfogyasztás és energiaköltségek, minimális beruházási költségek, és kisebb beépítési hely – mindez egyetlen csavarhúzással.