Sparen statt Lasten halten Auf einen Blick

Fluidtechnik

Hydraulikklemmen – Das Halten von gehobenen Lasten mittels Hydraulik verbraucht unnötig Energie. Eine hydraulische Klemmeinheit dagegen fixiert die Kolbenstange ohne das Anliegen von Hydraulikdruck und erlaubt es so, den Fluidkreislauf währenddessen drucklos zu schalten.

19. September 2013

Ein sehr ineffizienter Prozess in vielen hydraulisch getriebenen Anlagen, Maschinen und Einrichtungen ist das Halten von Positionen unter Last für kurze oder lange Zeiträume mit Hilfe des anliegenden Gegendrucks. Dieses geregelte Lasthalten verursacht einen andauernden Energie-Verbrauch durch die Dynamik des Regelvorgangs; die Energieverbraucher im Fluidkreislauf sind dabei Ventile und Drosseln, welche den Druck in Wärme umwandeln. So benötigt zum Beispiel ein Hydraulik-Zylinder mit einem Stangendurchmesser von 50 Millimeter, einem Kolbendurchmesser von 80 Millimeter und einem Hub von 300 Millimeter bei einem Hydraulikdruck von 150 bar und einer Geschwindigkeit von 0,5Meter pro Sekunde eine Antriebsleistung von 38 Kilowatt. Beim früher üblichen Einsatz einer Konstantpumpe beträgt die Verlustleistung in einem derartigen Fall also 38 Kilowatt. Allerdings besitzt auch eine moderne, geregelte 38-Kilowatt-Pumpe immer noch eine Leerlaufleistung von etwa 1,25 Kilowatt, was zusammen mit den Verlusten im Regelventil von weiteren rund 1,25 Kilowatt eine Gesamt-Verlustleistung von 2,5 Kilowatt ergibt. Bei Stromkosten von 15 Cent pro Kilowattstunde und einer Haltedauer von 12 Stunden pro Tag bedeutet dies Kosten von rund 2.000 Euro pro Jahr.

Eine bessere Lösung bietet hier der Hydraulikzylinderspezialist Hänchen aus Ostfildern: Die hydraulische Klemmeinheit Ratio-Clamp fixiert Rundstangen über beliebig lange Zeiträume ohne das Anliegen von Hydraulikdruck und ermöglicht es, den Fluidkreislauf unter Druck in einen statischen Zustand zu versetzen oder – insbesondere bei längeren Klemmzeiten – das System drucklos zu schalten. Bei Prozessen mit längerer Klemmdauer ergibt sich damit ein hohes Energiesparpotenzial. Zudem ist die Klemmeinheit für sicherheitsrelevante Aufgaben einsetzbar. Die Klemmeinheit arbeitet als eigenständiges Element in Verbindung mit einem Hydraulik-Zylinder von Hänchen oder anderer Hersteller und ist zudem für sicherheitsrelevante Aufgaben einsetzbar. Hänchen bietet im Katalog-Programm Stangendurchmesser von 16 bis 140 Millimeter mit Haltekräften von 6,25 bis 450 Kilonewton, modifizierte Konstruktionen decken wesentlich weiter reichende Anwendungsbereiche ab.

Spielfreie Klemmung

In der drucklosen Ausgangsposition blockiert die Klemmeinheit Ratio-Clamp die Stange mittels Federkraft nach dem Prinzip des Reibschlusses. Zur Entriegelung wird der Verriegelungskolben durch den anliegenden hydraulischen Druck gegen die Federkraft bewegt. Dabei gibt es zwei eindeutige Schaltzustände: Geöffnet und geschlossen. Da die Klemmhülse direkt mit dem Gehäuse und so mit der Befestigung der Klemmeinheit verbunden ist, besteht nach dem Klemmen kein Schlupf oder Spiel. Auch wenn die Klemmung nicht als Bremse ausgelegt wurde, ist beim Überschreiten der Nennlast im Einzelfall dennoch ein Durchrutschen der Stange ohne Beschädigung erlaubt.

Auf der Hannover-Messe 2013 präsentierten die Zylinderspezialisten aus der Nähe von Stuttgart einige neue Konstruktionen und Anwendungsbereiche der patentierten Klemmeinheit, die höhere Geschwindigkeiten und Frequenzen erlauben, zum Beispiel in hochdynamischen Test-Anwendungen oder in anspruchsvollen Einsatzgebieten der Mobilhydraulik. Zudem ist das Einsatzgebiet der Klemmeinheit jetzt nicht mehr auf glatte Rundstangen beschränkt, sodass künftig zum Beispiel auch Gewindestangen und andere Rundstangen mit Konturen geklemmt werden können. insgesamt bietet Hänchen die Ratio-Clamp jetzt in vier Serientypen für den Einsatz in mineralölbasierten Hydrauliklösungen bei einer Stangengeschwindigkeit bis zu 1Meter pro Sekunde und einer Betriebstemperatur zwischen –15 und +80 Grad Celsius. Der maximale Entriegelungsdruck beträgt 160 bar. Optional können elektronische Sensoren die Steuerungs- oder Sicherheitsfunktionen auslösen und den Entriegelungszustand anzeigen.

Reibungsarme Dichtung

Neu ist die Ausführung mit einer besonders reibungsarmen Druckkolben-Dichtung, bei der die druckbeaufschlagte Primärdichtung durch einen zusätzlichen Kolben nicht direkt auf der zu klemmenden Stange läuft. Das neue Klemm-System ist für Test- und Prüfanwendungen und andere hochdynamische Einsatzbereiche sowie für Präzisionsaufgaben vorgesehen, insbesondere in Verbindung mit Zylindern mit berührungsfreien Dichtungen. Im Angebot hat Hänchen hierzu 21 verschiedene Stangen-Durchmesser zwischen 18 und 125 Millimeter. Die Klemmkraft reicht von 12,5 bis 350 Kilonewton, der minimale Entriegelungsdruck liegt zwischen 75 und 135 bar. Neben der bewährten Standard-Ausführung kommen dazu die Ratio-Clamp-Varianten mit reduziertem Entriegelungsdruck und mit DGUV-Test-Zertifizierung. Das hochwertige und wirtschaftliche Dichtungssystem Servocop von Hänchen gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb.

Einsatz findet die Klemmeinheit beim stufenlosen Halten von Lasten, beim Blockieren von Kolbenstangen oder in Sicherheitseinrichtungen in einer Vielzahl von Anwendungen, von Werkzeug- und Spritzgussmaschinen über Gießereien und Schmelzöfen bis zu Baumaschinen oder zum Wasser- und Schiffbau.

Auf einen Blick

Die Sicherheitsklemmeinheit Ratio-Clamp der Herbert Hänchen GmbH aus Ostfildern gewährleistet eine sichere Klemmung der Kolbenstange über einen unbegrenzten Zeitraum und ohne zusätzliche Energiezufuhr, sobald und solange der Druck im System unter einen definierten Wert absinkt.

Erschienen in Ausgabe: 06/2013